絕緣電阻測(cè)試儀又稱兆歐表，適用于電氣設(shè)備的維護(hù)、維修、測(cè)試和驗(yàn)證，進(jìn)行絕緣測(cè)試。
Q1：測(cè)量容性負(fù)載電阻時(shí)，絕緣電阻測(cè)試儀的輸出短路電流與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有什么關(guān)系？是什么原因？
A1：絕緣電阻測(cè)試儀輸出短路電流可以反映儀器內(nèi)部輸出高壓源電阻的大小。當(dāng)被測(cè)產(chǎn)品有電容時(shí)，在測(cè)試過(guò)程開始時(shí)，絕緣電阻測(cè)試儀中的高壓源應(yīng)通過(guò)其內(nèi)阻對(duì)電容器進(jìn)行充電，逐步將電壓充電至絕緣電阻測(cè)試儀的額定輸出高壓值. 顯然，如果被測(cè)產(chǎn)品的電容值非常大，或者高壓源的內(nèi)阻非常大，這個(gè)充電過(guò)程的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。它的長(zhǎng)度可以由負(fù)載在 R 和 C 中的乘積來(lái)確定(以秒為單位)。請(qǐng)注意，在測(cè)試過(guò)程中，充電到電容器的電流與流過(guò)被測(cè)產(chǎn)品絕緣電阻的電流一起流入絕緣電阻測(cè)試儀。絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)出的電流不僅有絕緣電阻的分量，還加上電容充電電流分量，那么測(cè)得的電阻值就會(huì)很小。
例如，額定電壓為5000V的絕緣電阻測(cè)試儀，若其短路輸出電流為80μA，其內(nèi)阻為5000V/80μA=62Mω
例如電容為0.15μF，時(shí)間常數(shù)τ=62M ω ×0.15μF≈9(s)，即18秒時(shí)，充電電流仍為11.3μA。
因此，僅由充電電流形成的等效電阻為 5000V/11.3μA = 442M ω。如果正常絕緣為 1000M ω，則顯示的測(cè)量絕緣值僅為 306M ω。該測(cè)試值不能反映絕緣值的真實(shí)情況，測(cè)試值主要隨容性負(fù)載容量的變化而變化，即容量小，測(cè)試電阻大；容量大，測(cè)試阻力小。
因此，為保證R15s和R60s測(cè)試值的準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)選擇充電速度快的大容量絕緣電阻測(cè)試儀。我國(guó)相關(guān)法規(guī)要求絕緣電阻測(cè)試儀的輸出短路電流應(yīng)大于0.5mA、1 mA、2 mA、5mA，要求高的場(chǎng)合應(yīng)盡量選擇輸出短路電流較大的絕緣電阻測(cè)試儀.
Q2：測(cè)量絕緣時(shí)，不僅要測(cè)量純電阻值，還要測(cè)量吸收比和極化指數(shù)。為什么？
A2：在絕緣測(cè)試中，某一時(shí)刻的絕緣電阻值并不能反映被測(cè)產(chǎn)品絕緣性能的優(yōu)劣。這是由于以下兩個(gè)原因。一方面，同樣性能的絕緣材料，體積大時(shí)絕緣電阻小，體積小時(shí)絕緣電阻大。
另一方面，高壓絕緣材料存在電荷吸收比和極化過(guò)程。因此，在主變壓器、電纜、電機(jī)等諸多場(chǎng)合的絕緣試驗(yàn)中，應(yīng)在功率中測(cè)量吸收比即R60s與R15s的比值，極化指數(shù)即R10min與R1min的比值。系統(tǒng)，可通過(guò)數(shù)據(jù)判斷絕緣狀況。
Q3：在高壓、高阻的測(cè)試環(huán)境下，要求儀表接“G”端。為什么？
A3：被測(cè)產(chǎn)品兩端額定電壓較高，絕緣電阻高，被測(cè)產(chǎn)品表面潮濕，漏電污染較大，數(shù)值誤差較大，儀器將以“G”端測(cè)試旁路表面漏電流，漏電流不通過(guò)測(cè)試電路，消除漏電流造成的誤差
Q4：在學(xué)校測(cè)量一些絕緣表“L”和“E”兩端額定輸出直流高壓時(shí)，用指針萬(wàn)用表DCV檔測(cè)量L和E兩端電壓，為什么電壓下降很多，但數(shù)字萬(wàn)用表沒(méi)有？
A4：用普通指針萬(wàn)用表直接測(cè)量絕緣電阻測(cè)試儀“L”和“E”兩端輸出的額定直流電壓，測(cè)量結(jié)果和標(biāo)稱額定電壓值要小很多(超出誤差范圍)，而數(shù)字萬(wàn)用表不會(huì)。這是因?yàn)橹羔樔f(wàn)用表的內(nèi)阻較低，而數(shù)字萬(wàn)用表的內(nèi)阻比較高。指針萬(wàn)用表內(nèi)阻小，絕緣電阻測(cè)試儀LE端輸出電壓降低很多，不是正常工作的輸出電壓。但是，直接用萬(wàn)用表測(cè)量絕緣電阻測(cè)試儀的輸出電壓是錯(cuò)誤的。
Q5：我們可以用兆歐表直接測(cè)量帶電的測(cè)試產(chǎn)品嗎？對(duì)結(jié)果有什么影響？為什么？
A5：為了人身安全和正常測(cè)試，被測(cè)原則上是不允許測(cè)帶電的，測(cè)帶電不會(huì)對(duì)儀器造成損壞(時(shí)間短)，但測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，因?yàn)槌潆姇r(shí)，產(chǎn)品與其他試品連在一起測(cè)試，所以結(jié)果不能反映真實(shí)數(shù)據(jù)，真實(shí)的是與其他樣品的并聯(lián)或串聯(lián)電阻。
Q6：為什么幾個(gè)電池供電可以產(chǎn)生更高的直流高壓？
A6：這是基于直流變換的原理。較低的電源電壓通過(guò)升壓電路升高到較高的輸出直流電壓。雖然高壓較高，但輸出功率較小。(例如，幾節(jié)電池可以產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)伏的高壓。)
Q7：使用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量絕緣電阻時(shí)，可能導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的因素有哪些？這是為什么？
A7：
電池電壓不足。電池欠壓過(guò)低，導(dǎo)致電路不能正常工作，所以測(cè)得的讀數(shù)不準(zhǔn)確。
?、?測(cè)試線連接方法不正確。“L”、“G”、“E”三端接線接錯(cuò)，或“G”、“L”線“G”、“E”線接在被測(cè)產(chǎn)品兩端。
?、?ldquo;G”端未連接。被測(cè)產(chǎn)品因污染、濕度等因素造成的電流泄漏造成的誤差，導(dǎo)致測(cè)試不準(zhǔn)確。在這種情況下，“G”端連接必須正確連接，以防止漏電流引起的錯(cuò)誤。
④ 干擾太大。如果被測(cè)產(chǎn)品受到過(guò)大的環(huán)境電磁干擾，導(dǎo)致抄表跳變。或者指針擺動(dòng)。導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確。
⑤ 人工讀數(shù)錯(cuò)誤。用指針式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量時(shí)，視角或刻度的誤差導(dǎo)致示值不準(zhǔn)確。
?、迌x器錯(cuò)誤。儀器本身誤差太大，需要重新檢查。
Q8：高阻絕緣性能場(chǎng)容性負(fù)載(如主變壓器)，指針顯示電阻值在一定范圍內(nèi)突然下降(不是慢小擺動(dòng)的正常測(cè)試范圍)，來(lái)回快速擺動(dòng)，為什么？
A8：這種現(xiàn)象主要是由于測(cè)試系統(tǒng)的一部分放電著火造成的。當(dāng)絕緣表對(duì)電容測(cè)試產(chǎn)品充電時(shí)，當(dāng)電容測(cè)試產(chǎn)品充電到一定電壓時(shí)，如果儀器內(nèi)部測(cè)試線或測(cè)試產(chǎn)品的任何部分發(fā)生擊穿放電點(diǎn)火，就會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。判別方法：
(1)儀器測(cè)試座未接測(cè)試線，打開電源和高壓，看儀器是否有火花現(xiàn)象(如果有火花，可以聽到火花聲)。
(2)接好L、G、E測(cè)試線，不要接被測(cè)產(chǎn)品，L測(cè)試線端夾掛，打開高壓，看測(cè)試線是否有點(diǎn)火現(xiàn)象。如有引燃現(xiàn)象，檢查： a) L、G 測(cè)試線芯(L 端)距離外露線(G 端)太近，導(dǎo)致引弧。B) L 端芯線插頭與測(cè)試座屏蔽環(huán)或測(cè)試夾與被測(cè)產(chǎn)品接觸，導(dǎo)致點(diǎn)火。C) 測(cè)試線與插頭和夾子之間的虛焊斷裂，導(dǎo)致間隙放電。
(3) 接近被試品，檢查端夾與被試品接觸點(diǎn)附近是否有放電點(diǎn)火。
(4)排除以上原因，接通被測(cè)產(chǎn)品，打開高壓，如果儀器仍出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則說(shuō)明被測(cè)產(chǎn)品絕緣擊穿造成局部放電或電弧。
Q9：為什么不同的絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)得的數(shù)值會(huì)有差異？
A9：由于高壓絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)試電源的電壓源不理想，內(nèi)阻Ri測(cè)量回路串聯(lián)電阻Rm不同，動(dòng)態(tài)測(cè)量精度不同，以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量操作的不合理或誤差，都會(huì)出現(xiàn)不同型號(hào)的絕緣電阻測(cè)試儀對(duì)同一被測(cè)產(chǎn)品的測(cè)量結(jié)果存在差異。實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)結(jié)合絕緣電阻測(cè)試儀絕緣測(cè)試條件的特殊性，盡量減少可能的測(cè)量誤差：
?、俨煌吞?hào)的絕緣表測(cè)量同一樣品時(shí)，應(yīng)采用相同的電壓等級(jí)和接線方式。例如，在測(cè)量電力變壓器高壓繞組的絕緣時(shí)，繞組引出端始終與絕緣電阻測(cè)試儀L端按鈕連接時(shí)，有：E端按鈕與低壓繞組連接和外殼，和G端按鈕直接掛法；E端按鍵接低壓繞組，G端按鍵接外殼屏蔽方式(低電位屏蔽)；G端按鈕接高壓繞組套管表面，E端按鈕先接低壓繞組，然后分別接外殼或不接兩個(gè)套管的屏蔽方法(高電位屏蔽)。E端按鈕接外殼，G端按鈕接低壓繞組接線方法。結(jié)構(gòu)不同，系統(tǒng)絕緣電阻測(cè)試儀，G端按鈕電位不同，外殼表面的G端按鈕應(yīng)更換。
(2)不同型號(hào)的絕緣電阻測(cè)試儀量程和顯示值校準(zhǔn)方法不同，刻度分辨率不同，測(cè)量精度等級(jí)不同，都會(huì)造成數(shù)值的差異。為保證電力設(shè)備的準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)避免精度低和不方便晃動(dòng)。
(3) 大部分樣品含有電容成分，存在介質(zhì)極化現(xiàn)象。即使在相同的測(cè)試條件下，也很難獲得理想的數(shù)據(jù)重復(fù)性。
④ 測(cè)量時(shí)絕緣介質(zhì)溫度和油溫應(yīng)與環(huán)境溫度一致，一般允許相差±5%。
?、?應(yīng)在特定時(shí)間段的允許時(shí)間差內(nèi)盡快讀取測(cè)量值。為保證測(cè)量誤差不大于±5%，R60S的讀取時(shí)間允許為±3S，而R15S的讀取時(shí)間不應(yīng)相差±1S。
⑥高壓測(cè)試電源不是理想的電壓源，負(fù)載大(被測(cè)產(chǎn)品絕緣電阻小)，輸出電壓低于其額定值，會(huì)導(dǎo)致單支路直讀測(cè)量法絕緣電阻測(cè)試儀的測(cè)量精度會(huì)因轉(zhuǎn)換系數(shù)的變化而降低。這種變化隨絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)試的電源負(fù)載特性而變化。
不同的動(dòng)態(tài)測(cè)試容量絕緣電阻測(cè)試儀，測(cè)試電壓對(duì)測(cè)試(和采樣電阻)的建立過(guò)程和測(cè)試的充電容量不同，測(cè)量結(jié)果會(huì)有所不同，使用絕緣電阻測(cè)試儀低于動(dòng)態(tài)測(cè)試容量閾值值，由于慣性網(wǎng)絡(luò)中的儀器記憶(包括指針儀器機(jī)械慣性)導(dǎo)致響應(yīng)值較慢，來(lái)不及校正樣品反映絕緣電阻隨時(shí)間變化，特別是在測(cè)試電容器的初始階段充電電流未衰減為零，更多可以使R15S和吸收測(cè)量比閱讀器有更大的誤差(小)。
⑧ 樣品的介電極化與外加試驗(yàn)電壓的大小有關(guān)。由于測(cè)試電壓不能很快達(dá)到額定值，或者由于絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)試電源負(fù)載特性的不同導(dǎo)致測(cè)試所施加的測(cè)試電壓不同，測(cè)試初始極化狀態(tài)不同，導(dǎo)致不同吸收電流，使邊緣電阻測(cè)量值不同。
?、?國(guó)外一些絕緣電阻測(cè)試儀的測(cè)試高壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)，開機(jī)后從零到額定值。絕緣電阻測(cè)試儀初始讀數(shù)時(shí)間的不確定性，以及高壓達(dá)到額定值時(shí)間的不確定性，使樣品的初始極化不同，也會(huì)造成指示值的差異。
⑩ 不同的絕緣電阻測(cè)試儀對(duì)場(chǎng)干擾的靈敏度和抵抗能力不同，因此同一樣品的讀數(shù)值會(huì)有差異。
指示值的差異是由于常規(guī)測(cè)量的誤差和絕緣電阻測(cè)試儀方法的誤差造成的。
介質(zhì)放電的不足是造成重復(fù)測(cè)量結(jié)果差異的重要原因之一。樣品根據(jù)吸收電流充電和反向放電電流對(duì)應(yīng)且可逆的特性，如果樣品應(yīng)相同，則第二次重復(fù)測(cè)量，次測(cè)量后的樣品短電路放電間歇時(shí)間應(yīng)比一般測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，把積累的電荷量全部吸收，盡量使產(chǎn)品絕緣介質(zhì)恢復(fù)到原來(lái)的極化狀態(tài)，否則會(huì)影響二次測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性. 為使被測(cè)產(chǎn)品無(wú)殘留電荷，每次測(cè)試前，測(cè)量端還應(yīng)對(duì)地短路放電，有時(shí)甚至需要將近 1 個(gè)小時(shí)，并且應(yīng)該從不相關(guān)設(shè)備之間的連接中移除?？傊粯悠吩诓煌瑫r(shí)期的絕緣測(cè)量應(yīng)采用相同的試驗(yàn)電壓等級(jí)和接線方式，并盡量使用同型號(hào)的絕緣電阻表或性能相近的儀表，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可比性。
? 特別強(qiáng)調(diào)選擇動(dòng)態(tài)測(cè)量精度用低壓和高壓低測(cè)試功率容量的儀表，因?yàn)殡娙莩潆婋娏鳑](méi)有衰減到零，而且儀表說(shuō)的值不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地跟隨樣品表觀絕緣電阻值的變化，讀取R15S測(cè)量低阻，出現(xiàn)較大差異，導(dǎo)致試圖吸收高于測(cè)試值是假的，應(yīng)引起測(cè)試人員特別注意。這也可能是不同型號(hào)的高壓絕緣電阻測(cè)試儀在測(cè)量同一樣品時(shí)吸收比存在差異的主要原因。這說(shuō)明吸收比不像偏振指數(shù)那樣科學(xué)客觀。
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