绝缘电阻表的工作原理是什么?有哪些用途?
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用于测量高值电阻和绝缘电阻的仪表叫做摇表,现在新型产品通常称为绝缘电阻测试仪或者绝缘电阻表,有时也称为兆欧表。
摇表(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伏以下的设备,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。
摇表的使用方法
摇表(兆欧表)有三个测量端钮,一个线路端钮(L),另一个是接地端钮(E),还有一个为屏蔽端钮(G)。一般测量照片或电力线路对地的绝缘电阻时,只用L和E端,接线如下左图所示。“L”端接到被测设备的“火”或“相端”,“E”端接到被测设备的“地”端。在测量电缆对地绝缘电阻时或被测设备的漏电流严重时,使用“G”端钮。如下图所示为测量电缆绝缘电阻接线图。
线路接好后,可按顺时针方向转动摇表的发电机摇把,使发电机转子发出的电压供测量使用。摇把的转速应由慢而快,当转速达到一定值时,要保持转速均匀稳定。(一般普通摇表转速为120转左右),当摇表的发电机转速稳定后,表盘上的指针也稳定下来,这时表针指示的数值就是所测得的绝缘电阻值。
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。
绝缘电阻计也称为兆欧表、振动器和tramegger。绝缘电阻计主要由三部分组成。第一种是直流高压发生器,产生恒流高压。第二个是测量回路。三是显示器。
绝缘电阻计是测量最大电阻值、绝缘电阻、吸收比和极化指数的专用仪器。它的刻度单位是兆欧,本身就有高压电源。电工产品的绝缘性能是评价其绝缘性的重要标志之一,通过绝缘电阻来体现。我们确定产品的绝缘电阻,是指带电部分与外露的不带电金属部分(外壳)之间的绝缘电阻。
根据不同的产品,应用大电流高压,如100V、250V、500V、1000V等,规定一个最小绝缘电阻值。有些标准规定绝缘电阻不小于每千伏电压1MΩ。在家电产品标准中,通常只规定了绝热电阻,而没有规定正常条件下的绝缘电阻值。正常情况下的绝缘电阻值由企业标准确定。
如果正常绝缘电阻值偏低,则绝缘结构可能存在隐患或损坏。如果电机绕组对外壳的绝缘电阻较低,则可能是在焊接过程中绕组绝缘损坏所致。使用电器时,电路因突然通电断电或其他原因产生过电压,在绝缘损坏处引起击穿,从而危及人身安全或生命。
测量绝缘电阻必须在测量端施加高电压。该高压值在绝缘电阻计国家标准中规定为50V、100V、250V、500V、1000V、2500V、5000V……
产生直流高压的方法一般有三种。第一种手摇发电机。目前我国生产的兆欧表80%左右都是采用这种方法(摇床名称的来源)。二是通过市电变压器升压直流电压。该方法用于一般公用事业仪表。第三种是使用晶体管振荡或专用脉宽调制电路、一般电池型和商用型绝缘电阻计产生直流高压的方法。