绝缘电阻表的结构和测量原理
绝缘电阻测试仪的原理
绝缘电阻测试仪-表面电阻测试仪的原理利用直流四探针法测量半导体的电阻率一,测试原理: 当四根金属探针排成一条直线,并以一定压力压在半导体材料上时,在1,4两根探针间通过电流I,则2,3探针间产生电位差V(如图所示). 根据公式可计算出材料的电阻率: 其中,C为四探针的探针系数(cm),它的大小取决于四根探针的排列方法和针距. 二,仪器操作: (一)测试前的准备: 1,将电源插头插入仪器背面的电源插座,电源开关置于断开位置; 2,工作方式开关置于"短路"位置,电流开关处于弹出位置; 3,将手动测试架的屏蔽线插头与电气箱的输入插座连接好; 4,对测试样品进行一定的处理(如喷沙,清洁等); 5,调节室内温度及湿度使之达到测试要求. (二)测试: 首先将电源开关置于开启位置,测量选择开关置于"短路",出现数字显示,通电预热半小时. 1,放好样品,压下探头,将测量选择开关置于"测量"位置,极性开关置于开关上方; 2,选择适当的电压量程和电流量程,数字显示基本为"0000",若末位有数字,可旋转调零调节旋钮使之显示为"0000"; 3,将工作方式开关置于"I调节",按下电流开关,旋动电流调节旋钮,使数字显示为"1000",该值为各电流量程的满量程值; 4,再将极性开关压下,使数显也为1000±1,退出电流开关,将工作方式开关置于1或6.28处(探头间距为1.59mm时置于1位置,间距为1mm时置于6.28位置); (调节电流后,上述步骤在以后的测量中可不必重复;只要调节好后,按下电流开关,可由数显直接读出测量值.) 5,若数显熄灭,仅剩"1",表示超出该量程电压值,可将电压量程开关拨到更高档; 6,读数后,将极性开关拨至另一方,可读出负极性时的测量值,将两次测量值取平均数即为样品在该处的电阻率值. 三,注意事项: 1,压下探头时,压力要适中,以免损坏探针; 2,由于样品表面电阻可能分布不均,测量时应对一个样品多测几个点,然后取平均值; 3,样品的实际电阻率还与其厚度有关,还需查附录中的厚度修正系数,进行修正. 1. 在测容性负载阻值时，绝缘电阻测试仪输出短路电流大小与测量数据有什么关系，为什么? 绝缘电阻测试仪输出短路电流的大小可反映出该兆欧表内部输出高压源内阻的大小。
兆欧表的使用及注意事项
四、绝缘电阻表的使用注意事项
1、兆欧表必须水平放置于平稳牢固的地方，以免在摇动时因 抖动和倾斜产生测量误差。 2、接线必须正确无误，兆欧表有三个接线桩，“E”（接地）、 “L”（线路）和“G”（保护环或叫屏蔽端子）。保护环的 作用是消除表壳表面“L”与“E”接线桩间的漏电和被测绝 缘物表面漏电的影响。在测量电气设备对地绝缘电阻时，“L” 用单根导线接设备的待测部位，“E”用单根导线接设备外壳； 如测电气设备内两绕组之间的绝缘电阻时，将“L”和“E” 分别接两绕组的接线端；当测量电缆的绝缘电阻时，为消除 因表面漏电产生的误差，“L”接线芯，“E”接外壳，“G” 接线芯与外壳之间的绝缘层。 “L”、“E”、“G”与被测 物的连接线必须用单根线，绝缘良好，不得绞合，表面不得 与被测物体接触。
绝缘电阻表的使用及注意事项
一、绝缘电阻表的基本概念
⑪绝缘电阻表的用途： 绝缘电阻表又叫摇表、兆欧表等，是 一种测量电器设备及电路绝缘电阻的 仪表。 ⑫绝缘电阻表的结构与工作原理： 绝缘电阻表表主要由三个部分组成： 手摇直流发电机（有的用交流发电机 加整流器）、磁电式流比计及接线桩 （接线端钮L、接地端钮E、屏蔽端钮 G），包含外壳、刻度盘、接线柱、发 电机摇柄、表盖和提手等部分。 在外 壳上有“L”端，通过壳内测量机构的 线圈与手摇发电机的负极相连； “E” 端，与壳内发电机的正极相连，供测 量时接地用； “G”端,称为屏蔽端， 它直接与壳内发电机负极相连。
㈠对测量范围的选择
测量范围的选择要适当，被测绝缘电阻的阻值与所选绝缘电阻表 的测量范围不要相差太远，尽量避免读数时使用到表盘下限或上 限刻度密集处，因为这些位置会使读数产生较大的误差。在常温 （20℃）时，测定低电压电气绝缘设备一般可选用0~200MΩ的绝 缘电阻表；测定高压电气设备或电缆，可选用0~2000MΩ的绝缘 电阻表；测定特高压电气设备、电缆或瓷套管等，可用 0~4000MΩ或0~10 000MΩ的绝缘电阻表。 有些绝缘电阻表的下限读数不是从零开始，而是从1MΩ或2MΩ开 始，一般不应该用此种绝缘电阻表去测量很低的绝缘电阻。特别 不适用在空气潮湿的农村去测定低压设备的绝缘电阻，以免被测 绝缘电阻值很低读不出读数，或误认为被测绝缘电阻值为零而得 出错误结论。
绝缘电阻表与接地电阻测量仪
三、使用方法和注意事项
必须正确接线。接线柱有三个，分 别标有：Ｌ（线）、Ｅ（地）和Ｇ （ 屏）。测量时，Ｌ用导线接被 测设备的待测导体部分，Ｅ用导线 接设备的外壳或接地，G根据需要 再连接。 绝缘体表面有泄露电流时，测出的 电阻是表面电阻和绝缘电阻的并联 值，低于真实绝缘电阻，此时须使 用G端。 例如测量电缆的绝缘电阻。在电缆 的表面加一保护环接至G端，表面 电流就不经过线圈1而沿电缆表皮 经E端流回电源负端。消除了表面 电流的影响。
第三节 接地电阻测量仪的工作原理
电气设备的任何部分与接地体之间的连接称为“接 地”。与土壤直接接触的，并用于与地之间连接的 一个或几个金属导体，叫做接地体或接地电极。 接地按作用分为工作接地、保护接地、防雷接地。 系统中某一点接地称为工作接地。 电气设备外壳接地称为保护接地。 避雷装置可靠接地称为防雷接地。 接地电阻的大小直接关系到人身和设备的安全。其 大小与大地的结构、土壤的电阻率、接地体的几何 尺寸及形状等因素有关。
使用方法和步骤
如果“测量标度盘”的读数小于１时，应将“倍率 标度”置于较小的倍数档，并重新进行测量。 当测量小于1欧的接地电阻时，宜使用四端钮接地 电阻测量仪进行测量，以消除接线电阻和接触电阻 的影响。将C2、P2连片打开，分别用导线连接在被 测接地体上，将P2端接在靠近接地体一侧。
二、注意事项
ZC-8型接地电阻测量仪
电路中接有三组不同的分流电阻R1～R3和 R5～R8，实现对电流互感器二次电流及检流 计支路的分流。 分流电阻的切换利用联动的转换开关S进行。 有三个档位，可得0～1 、0～10 、0～ 100 三个量程。 当转换开关置于“1”档时，k=1;置于“2”时 k=1/10;置于“3”时k=1/100。调节电位器使 检流计指零，此时Rx=kRs。
绝缘电阻表
谢谢大家的关心和支持！
站长素材 站长素材
2、误差调整
• 发电机部分的误差调整
• 测量机构部分的误差调整
（1）、发电机部分的误差调整
手摇发电机部分是绝缘电阻 表的供电单位，它向表头测量机 构输送较为稳定的直流电压。
a.当输出电压值过高，在“Ｅ”、 “Ｌ”开路时，将造成指针超过“∞” 位置；反之，则指针指不到“∞”位 置。这时，应检查发电机是由什么原 因引起输出电压不对。应找出并排除 故障。如发电机组装不当，长期使用 等造成其部件磨损、损伤、变形、齿 轮吻合不好、短路等原因。
d、在“0”（或下限）、和“∞”位置均 调整好以后，多数情况下该表已调整 好了，但如在此情况下，整个刻度盘 特性破坏较大，经仔细检查并排除各 种可能因素后，仍无明显改观，此时， 可采用重新刻度，重新标定分度点来 消除误差。
综上所述
不但误差引起的原因较多，调整 方法也很多，例如调整导流丝的 长短等来消除如图5所述现象；调 整两个动圈的夹角，来消除如图6 所示现象等等。
1、平衡的调整
调整的方法一般有：
★、通电平衡法和不通电平衡法两种。
a、通电平衡法
通电平衡法就是在电流及电压动圈回 路接入一定值的直流电流，使指针指 示中间刻度，然后进行平衡调整。下 面我们重点以不通电平衡法来阐述绝 缘电阻表的调整。
b、不通电平衡法
①、由于绝缘电阻表导电用的导流丝，其力矩 很 小，可忽略不计，所以当导流丝焊接合理，没有扭 转，变形的情况下，在不通电时指针应能停于任意 位置。
一、引言 绝缘电阻表（兆欧表）又称摇 表、高阻计等。（以下简称绝缘电 阻表）。它是一种专门用来测量绝 缘电阻的便携式仪表。为所有厂矿 企业、电力部门等等广泛采用。目 前，在我们集团公司正在使用的此 类仪表约有200余块。
绝缘电阻的测量原理
绝缘电阻的测量原理
采用电桥调零法测量外加电压为u时的绝缘电阻，原理电路如图1所示。
由图1可以得出待测的绝缘电阻R X为
(1)
图1测量电路原理图
当R X=0时，若使式(1)中，则要R1、R2、R3和R4组成的电桥平衡，
因此
(2)
由式(2)可知，当R X很大时，U X很小，为保证测量精度需对U X信号进行放大。
设放大器输出为UXK，放大倍数为K，则式(2)可以写成
(3)
可见，R X的测量值与外加电压u无关。
当给定K、R3和R4，并使R X=0时电桥平衡，接入R X后只要测得U REF和U XK，则可由式(3)求得绝缘电阻R X。
当然u及R1～R4的数值大小影响U REF和U XK的大小。
2、绝缘电阻的测试
绝缘电阻的测试原理是在电容器上加上一定的高压，然后测试流过它的漏电流，再换算成绝缘电阻值，由电表指示出。
因此绝缘电阻测试仪由直流高压发生器（测试电压）和漏电流测试器（精密电压表）组成。
测试电压分为10V、50V、100V、250V、500V……。
测试电容器绝缘时，应该选择低于额定工作电压的最大标准测试电压。
老式的绝缘电阻测试仪由电子管组成，耗电大，发热重，测试速度也比较慢。
3、漏电流的测试
漏电流的测试实际上与绝缘电阻的测试是一回事。
电解电容器考核漏电流，而其它电容器考核绝缘电阻。
测试电解电容器
漏电流时，测试电压需要和电容器的额定电压相同，所以漏电流测试仪的测试电压要求能够从0伏连续调节到500伏，以满足繁多的额定电压。
另外电解电容器的漏电流也比其它电容器大得多，使得漏电流测试仪与绝缘电阻测试仪不太相同。
兆欧表工作原理
兆欧表工作原理
兆欧表，又称绝缘电阻测试仪，是一种用于测量电气设备、电缆、变压器、发
电机、电动机等绝缘电阻的仪器。
其工作原理主要基于欧姆定律和电流的流动方式。
兆欧表的工作原理可以分为直流兆欧表和交流兆欧表两种类型。
直流兆欧表工作原理：
直流兆欧表是利用直流电源对被测物进行充电，然后测量被测物上的电压，从
而计算出其绝缘电阻。
在测试中，先将兆欧表的正负极分别接入被测物的两端，然后通电充电，待充电完成后断开电源，记录下电阻表上的电压值。
根据欧姆定律，电阻R=U/I，其中U为电压值，I为电流值。
通过测量得到的电压值和预先设定的
电流值，就可以计算出被测物的绝缘电阻。
交流兆欧表工作原理：
交流兆欧表是利用交流电源对被测物进行充放电，然后测量被测物上的电流和
电压，从而计算出其绝缘电阻。
在测试中，先将兆欧表的正负极分别接入被测物的两端，然后通电充电，待充电完成后断开电源，记录下电流和电压值。
根据欧姆定律，电阻R=U/I，其中U为电压值，I为电流值。
通过测量得到的电压值和电流值，就可以计算出被测物的绝缘电阻。
总结：
兆欧表的工作原理基于欧姆定律，通过测量电压和电流值来计算被测物的绝缘
电阻。
在实际应用中，直流兆欧表适用于测试较小容量的绝缘电阻，而交流兆欧表适用于测试大容量的绝缘电阻。
无论是直流兆欧表还是交流兆欧表，都需要严格按照操作规程进行测试，以确保测试结果的准确性和可靠性。
兆欧表在电力行业、电气设备维护等领域具有重要的应用价值，能够有效保障电气设备的安全运行。
兆欧表测量变压器的绝缘电阻的工作原理
兆欧表测量变压器的绝缘电阻的工作原理
兆欧表是专门用于测量绝缘电阻的仪器。
当应用于变压器的绝缘电阻测量时，其工作原理如下：
1. 原理概述：兆欧表通过施加直流高压电源（通常为500V或1000V）到变压器的绝缘材料上，测量通过绝缘材料的漏电流来计算绝缘电阻值。
2. 连接测量：将兆欧表的正、负极接入变压器的绝缘材料的两个端点上（通常是主绝缘材料和大地），形成闭合回路。
3. 施加直流高压：兆欧表通过内置的高压电源将直流电压输出到绝缘材料上。
这个高压电源会产生足够的电压，以穿透绝缘材料，而不会对变压器的其它部分产生损害。
4. 测量漏电流：施加直流高压后，兆欧表开始测量通过绝缘材料的漏电流。
漏电流指通过绝缘材料的电流，它会在绝缘材料中产生电压降。
兆欧表通过内置的电流传感器来测量漏电流的大小。
5. 计算绝缘电阻：根据欧姆定律，绝缘电阻值等于施加的电压值除以测量的漏电流值。
兆欧表自动计算并显示绝缘电阻值。
需要注意的是，测量绝缘电阻时，变压器必须处于断电状态，以避免可能的电击风险。
此外，测量绝缘电阻应该是定期进行的，以确保变压器的绝缘性能符合要求。
绝缘电阻表(兆欧表)检定规程
绝缘电阻表(兆欧表)检定规程Verification Regulation of MegohmmeterJJG 622—97本检定规程经国家技术监督局于1997年10月24日批准，并自1998年5月1日起施行。
归口单位：国家高电压计量站起草单位：国家高电压计量站本规程技术条文由起草单位负责解释。
本规程主要起草人： 黄盛洁(国家高电压计量站)黄卫民(国家高电压计量站)参 加 起 草 人： 谭德荣(国家高电压计量站)绝缘电阻表(兆欧表)检定规程本规程仅适用于测量绝缘电阻的直接作用模拟指示的绝缘电阻表(包括新制造的、使用中的及修理后的绝缘电阻表)的检定，不适用于数字式及特殊用途，而其技术要求与本规程规定不同的测量绝缘电阻用的仪表。
一 概 述1 规格1.1 绝缘电阻表按额定电压分为9种：50，100，250，500，1000， 2000，2500，5000，10000V 。
1.2 绝缘电阻表按准确度等级分为5级：1.0，2.0，5.0，10.0， 20.0。
1.3 绝缘电阻表检定环境的参考温度为23℃。
1.4 绝缘电阻表的原理图见附录1。
它的主要组成部分是直流电源装置的指示仪表。
1.4.1 直流电源装置可分为：a.内附手摇发电机；b.化学电源(如干电池)；c.交流电网和整流电路配合的装置。
1.4.2 指示仪表分为：磁电系电流表及磁电系比率表。
二 技 术 要 求2 基本误差2.1 绝缘电阻表的基本误差按公式(1)进行计算。
在标度尺测量范围(有效范围)内，每条选定分度线的基本误差极限值应不超过表1的规定。
PR F 100%B B E A ⎛⎫-=⨯ ⎪⎝⎭ (1) 式中 B p ——绝缘电阻表指示器标称值；B R ——标准高压高阻箱示值；A F ——基准值。
2.2 对非线性标尺的绝缘电阻表的基准值规定为测量指示值。
2.3 对非线性标尺的绝缘电阻表的量程划分为三个区段(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)，如图1所示。
图1 绝缘电阻表量程区段2.4 Ⅱ区段长度由厂家提出，但不得小于标尺全长的50％。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 绝缘电阻表与接地电阻测试仪
模块1：绝缘电阻表的结构和测量原理（TYBZ01107001）
【模块描述】本模块包含绝缘电阻表的结构和测量原理。
通过结构介绍和原理讲解，掌握绝缘电阻表的分类、模拟和数字绝缘电阻表的结构和测量原理。
【正文】
绝缘电阻表的检定是强制检定项目。
绝缘电阻表实际使用相当广泛，并直接关系到电气设备的正常运行和工作人员的人身安全。
一、绝缘电阻表分类： 1．按结构原理分：
（1) 手摇式兆欧表：测试电压有100V ～2500V ，量程上限达2500M Ω，应用广泛。
但操 作费力，测量准确度低（受手摇速度、刻度非线性、倾斜角度影响），输出电流小，抗反击能力弱，不适合变压器等大型设备的测量。
但因其价格低廉，不仅未被取代，仍有一定市场。
（2） 数字式绝缘电阻表：测量电路中有了数字集成电路以后，手摇式兆欧表被数字 式绝缘电阻表取代。
单片机的发展使得数字式兆欧表又更加智能化，计时、计算、储存一并完成。
测试电压在5000V 以上有了10000V ，甚至15000V ，可直接读取吸收比和极化指数，测量上限达到100T Ω以上，有自放电回路，抗反击能力强，在电力系统得到广泛应用。
二、指针式兆欧表的结构及工作原理 1．指针式兆欧表的结构
指针式兆欧表是由一台手摇直流发电机和电磁式比率表组成。
指针式兆欧表的测量机构是电磁式比率表，由磁路、电路、指针等部分组成。
磁路部分由永久磁铁、极掌、圆柱形铁芯等构成。
电路部分由两个可动的线圈构成。
可动线圈成丁字形交叉放置，且共同固定在转动轴上。
当通入电流后，两个动圈内部的电流方向相反。
手摇直流发电机一般由发电机、摇动手柄、传动齿轮等组成。
发电机的容量很小，但能产生较高的电压。
常见的电压等级有100V 、250V 、500V 、1000V 、2500V 等。
发电机发出的电压越高，测量绝缘电阻值的范围越大。
2．指针式兆欧表的工作原理
电路部分有两个可动的线圈。
可动线圈2通过限流电阻，与发电机串联；被测绝缘电阻X R 与可动线圈1及发电机相串联。
当线圈通电时，可动线圈1的电流1I 和气隙磁场相互作用，产生转动力矩1M ，可动线圈2的电流2I 与气隙磁场相互作用，产生转动力矩2M 。
但它们方向相反，其中1M 为转动力矩，2M 则为反作用力矩。
指针的偏转角只决定于两只可动线圈电流的比值，和其他因素无关。
被测绝缘电阻X R 不同时，1I 则不同，而2I 基本不变，因此指针有不同的偏转角。
由于这种仪表的结构中没有产生反作用力矩的游丝，所以，在使用之前仪表的指针可随意停在标尺的任意位置上。
手摇发电机发出电压的高低，随手摇速度快慢而异。
手摇发电机发出的电压不稳定，但是，由于指针偏转角决定于两个可动线圈电流的比值，故指针不会因手摇速度不同而停留在不同的位置，指示不同的X R 值。
这是因为手摇速度慢时，1I 减小，2I 也同时按比例减小，始终保持电流的比值不变，这样指针偏转角也就保持一定。
三、数字式绝缘电阻表的工作原理
数字式绝缘电阻表利用电子电路，采用DC/DC 变换技术，产生直流高压电源，施加在被试品上，采用电流电压法测量原理，采集流经试品的电流，进行分析处理，再变换成相应
的绝缘电阻值，由模拟式指针表头或数字表显示。
数字式绝缘电阻表的测量原理见图TYBZ01107001-1。
R x
R
R E R 图TYBZ01107001-1 数字绝缘电阻表原理图
图中Rx 为等效试品的绝缘电阻；Ro 为采样电阻，Rm 为用作限流和滤波的附加电阻； 两者组成采样电路；Es 表示高压测试电源电势，Ri 为其等效内阻。
测试电源输出正端接E ，负端接G ，测量采样电阻串接于G 、L 之间，L 端钮输出负高压，G 的电位接近于负高压。
随着科学技术的发展，计算机技术的普及，数字式绝缘电阻表与以往的指针式兆欧表有了很大的不同，一块表有两个或两个以上的输出电压、有二个以上的输出短路电流，可以根据不同的试品对电流和电压进行相应的调整，可以显示时间、绝缘电阻值，对吸收比和极化指数进行计算后显示，对上述数据可以在机器内进行记录存储。
同时这些参数还可以通过RS232或USB 接口输出到计算机进行处理和保存。
数字式绝缘电阻表还有放电回路，能自动对被试品放电，不怕被试品电流反击。
数字式绝缘电阻表的原理框图见图TYBZ01107001-2。
E
L
G
图TYBZ01107001-2 数字式绝缘电阻表的原理框图
从图中可知，数字式绝缘电阻表的工作过程为：经按键操作，启动直流高压源给被测试品供电，通过电阻分压器取得电压取样信号，通过与试品串联的电流取样电阻得到电流信号，电流和电压信号经信号处理，通过A/D 转换装置送入微处理器进行数据处理，并将处理
结果传送给显示屏显示，完成整个测量过程。
【思考与练习】
1．为什么指针式兆欧表使用前指针会停留在标尺的任意位置上。
2．画出数字式绝缘电阻表的测量原理图。
3．简述数字式绝缘电阻表的工作过程。