绝缘电阻表结构及组成

（1）直流高压发生器

 

测量绝缘电阻必须在测量端施加一高压，此高压值在绝缘电阻表国标中规定为50V、100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V…

 

直流高压的产生一般有三种方法。第一种手摇发电机式。目前我国生产的兆欧表约80%是采用这种方法（摇表名称来源）。第二种是通过市电变压器升压，整流得到直流高压。一般市电式兆欧表采用的方法。第三种是利用晶体管振荡式或专用脉宽调制电路来产生直流高压，一般电池式和市电式的绝缘电阻表采用的方法。

 

（2）测量回路

 

在前面讲的摇表（兆欧表）中测量回路和显示部分的合二为一的。它是有一个流比计表头来完成的，这个表头中有两个夹角为60°（左右）的线圈组成，其中一个线圈是并在电压两端的，另一线圈是串在测量回路中的。表头指针的偏转角度决定于两个线圈中的电流比，不同的偏转角度代表不同的阻值，测量阻值越小串在测量回路中的线圈电流就越大，那么指针偏转的角度越大。另一个方法是用线性电流表作为测量和显示。前面用到的流比计表头中由于线圈中的磁场是非均匀的，当指针在无穷大处，电流线圈正好在磁通密度最强的地方，所以尽管被测电阻很大，流过电流线圈电流很少，此时线圈的偏转角度会较大。当被测电阻较小或为0时，流过电流线圈的电流较大，线圈已偏转到磁通密度较小的地方，由此引起的偏转角度也不会很大。这样就达到了非线性的矫正。一般兆欧表表头的阻值显示需要跨几个数量级。但当用线性电流表头直接串入测量回路中就不行了，在高阻值时的刻度全部挤在一起，无法分辨，为了也要达到非线性矫正就必须在测量回路中加入非线性元件。从而达到在小电阻值时产生分流作用。在高电阻时不产生分流，从而使阻值显示达到几个数量级。随着电子技术及计算机技术的发展，数显表逐步取代指针式仪表。

 

绝缘电阻数字化测量技术也得到了发展，其中压比计电路就是其中一个较好测量电路，压比计电路是由电压桥路和测量桥路组成。这两个桥路输出的信号分别通过A/D转换再通过单片机处理直接转换成数字值显示。

 

 

绝缘电阻表工作原理

绝缘电阻表主要结构是由手摇发电机、电磁式无机械反作用的表头组成，对外有接线柱（L：线路段、E：接地端、G：屏蔽端）。新型的绝缘电阻测试仪通常和数字万用表差不多的外形。

 

摇表（绝缘电阻表）的工作原理如下图所示，它的磁电式表头有两个互成一定角度的可动线圈，装在一个有缺口的圆柱铁芯外面，并与指针一起固定在一转轴上，构成表头的可动部分，被置于永久磁铁中，磁铁的磁极与铁芯之间的气隙是不均匀的。由于指针没有阻尼弹簧，在仪表不用时，指针可以停留在任何位置。

 

 

摇动手柄，直流发电机可输出电流，其中，一路电流I1流入线圈1和被测电阻Rx的回路，另一路的电流I2流入线圈2与附加电阻Rf回路，设线圈1的电阻为R1，线圈2的电阻为R2，根据欧姆定律有：I1=U÷（Rc+R1+Rx）、R2=U÷（Rf+R2）

 

处在磁场中的通电线圈受到磁场力的作用，使线圈1产生转动力矩M1，线圈2产生转动力矩M2，由于两线圈绕向相反，从而M1与M2方向相反，两个力矩作用的合力矩使指针发生偏转。在M1=M2时，指针静止不动，这时指针所指出的就是被测设备的绝缘电阻值。

 

当Rx断开时（即X=∞（无穷大）），I1=0，M1=0，指针在M2的作用下向左偏转，最后指向标尺度Rx=∞处，若将Rx短接（即Rx=0），此时I1最大，M1最大，使指针顺时针方向偏转，指针指到标尺度的Rx=0处。根据此原理可以检验摇表的好坏。

 

首先说下摇表的选用，对于额定电压500伏一下的设备，选用500伏或1000伏的摇表（兆欧表），额定电压在500伏以上的选用1000伏~2500伏的兆欧表。

 

绝缘电阻表使用方法

兆欧表在工作时，自身产生高电压，而测量对象又是电气设备，所以必须正确使用，否则就会造成人身或设备事故。使用前，首先要做好以下各种准备：

 

（1）测量前必须将被测设备电源切断，并对地短路放电，决不允许设备带电进行测量，以保证人身和设备的安全。

 

（2）对可能感应出高压电的设备，必须消除这种可能性后，才能进行测量。

 

（3）被测物表面要清洁，减少接触电阻，确保测量结果的正确性。

 

（4）测量前要检查兆欧表是否处于正常工作状态，主要检查其“0”和“∞”两点。即摇动手柄，使电机达到额定转速，兆欧表在短路时应指在“0”位置，开路时应指在“∞”位置。

 

（5）兆欧表使用时应放在平稳、牢固的地方，且远离大的外电流导体和外磁场。 做好上述准备工作后就可以进行测量了，在测量时，还要注意兆欧表的正确接线，否则将引起不必要的误差甚至错误。

 

兆欧表的接线柱共有三个：一个为“L”即线端，一个“E”即为地端，再一个“G”即屏蔽端（也叫保护环），一般被测绝缘电阻都接在“L”“E”端之间，但当被测绝缘体表面漏电严重时，必须将被测物的屏蔽环或不须测量的部分与“G”端相连接。这样漏电流就经由屏蔽端“G”直接流回发电机的负端形成回路，而不在流过兆欧表的测量机构（动圈）。这样就从根本上消除了表面漏电流的影响，特别应该注意的是测量电缆线芯和外表之间的绝缘电阻时，一定要接好屏蔽端钮“G”，因为当空气湿度大或电缆绝缘表面又不干净时，其表面的漏电流将很大，为防止被测物因漏电而对其内部绝缘测量所造成的影响，一般在电缆外表加一个金属屏蔽环，与兆欧表的“G”端相连。

 

当用兆欧表摇测电器设备的绝缘电阻时，一定要注意“L”和“E”端不能接反，正确的接法是：“L”线端钮接被测设备导体，“E”地端钮接地的设备外壳，“G”屏蔽端接被测设备的绝缘部分。如果将“L”和“E”接反了，流过绝缘体内及表面的漏电流经外壳汇集到地，由地经“L”流进测量线圈，使“G”失去屏蔽作用而给测量带来很大误差。另外，因为“E”端内部引线同外壳的绝缘程度比“L”端与外壳的绝缘程度要低，当兆欧表放在地上使用时，采用正确接线方式时，“E”端对仪表外壳和外壳对地的绝缘电阻，相当于短路，不会造成误差，而当“L”与“E”接反时，“E”对地的绝缘电阻同被测绝缘电阻并联，而使测量结果偏小，给测量带来较大误差。

 

由此可见，要想准确地测量出电气设备等的绝缘电阻，必须对兆欧表进行正确的使用，否则，将失去了测量的准确性和可靠性

 

绝缘电阻表使用要求

1.测量前，应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约120r/min，指针应指向无穷大（∞），否则说明兆欧表有故障。

 

2.测量前，应切断被测电器及回路的电源，并对相关元件进行临时接地放电，以保证人身与兆欧表的安全和测量结果准确。

 

3.测量时必须正确接线。兆欧表共有3个接线端（L、E、G）。测量回路对地电阻时，L端与回路的裸露导体连接，E端连接接地线或金属外壳；测量回路的绝缘电阻时，回路的首端与尾端分别与L、E连接；测量电缆的绝缘电阻时，为防止电缆表面泄漏电流对测量精度产生影响，应将电缆的屏蔽层接至G端。

 

4.兆欧表接线柱引出的测量软线绝缘应良好，两根导线之间和导线与地之间应保持适当距离，以免影响测量精度。

 

5.摇动兆欧表时，不能用手接触兆欧表的接线柱和被测回路，以防触电。 6.摇动兆欧表后，各接线柱之间不能短接，以免损坏。

 

 

绝缘电阻表注意事项

选用要求和使用前的检查

（1）应按被测电气元件工作时的额定电压来选择仪表的电压等级。测量埋置在绕组内和其他发热元件中的热敏元件等的绝缘电阻时，一般应选用250V规格的绝缘电阻表。

 

（2）使用前，应先检查表和其引出线是否正常。将两条引出线短路，摇动仪表或打开仪表电源开关进人测量状态，仪表的指针偏转到0处或数字指示值为0，再将两条引出线断开进行测量，指示值为∞，则说明正常。

 

接线和测量

（1）测量电机等一般电器时，仪表的L端与被测元件（例如绕组）相接，E端与机壳相接；测量电缆时，除上述规定外，还应将仪表的G端与被测电缆的护套连接。使用手摇式兆欧表时，手摇的转速应在120r/min左右，摇动到指示值稳定后读数。

 

（2）测量之后，用导体对被测元件（例如绕组）与机壳之间放电后拆下引接线。直接拆线有可能被储存的电荷电击。

 

绝缘电阻表原理接线图

 

 

图中：1-动圈（电流线圈）；2-动圈（电压线圈）；Ri-电流线圈附加电阻；Ru-电压线圈附加电阻；F-交流发电机；D0-整流器；C0-电容器；

 

绝缘电阻表的用途

绝缘电阻是电气设备和电器线路最基本的绝缘指标，可以衡量电气设备安全性能，反映电气设备绝缘状态。绝缘电阻表是用来测量绝缘电阻的仪表 常用的兆欧表主要由一个磁电式流比计和一个供作测量电源的手摇直流发电机组成。兆欧表额定电压有250、500、1000、2500V等几种，测量范围有500、1000、2000Mn等几种。