耐電壓測(cè)試儀絕緣電阻測(cè)試儀基本原理與選用

耐電壓測(cè)試儀絕緣電阻測(cè)試儀基本原理與選用

一、耐電壓測(cè)試儀

　　耐電壓測(cè)試儀又叫電氣絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)儀或叫介質(zhì)強(qiáng)度測(cè)試儀。將一規(guī)定交流
或直流高壓施加在電器帶電部分和非帶電部分（一般為外殼）之間以檢查電器的
絕緣材料所能承受耐壓能力的試驗(yàn)。電器在長(zhǎng)期工作中，不僅要承受額定工作電
壓的作用，還要承受操作過程中引起短時(shí)間的高于額定工作電壓的過電壓作用
（過電壓值可能會(huì)高于額定工作電壓值的好幾倍）。在這些電壓的作用下，電氣
絕緣材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。當(dāng)過電壓強(qiáng)度達(dá)到某一定值時(shí)，就會(huì)使材料的
絕緣擊穿，電器將不能正常運(yùn)行，操作者就可能觸電，危及人身安全。

　　1 、耐電壓測(cè)試儀結(jié)構(gòu)及組成

　　（1 ）升壓部分

　　調(diào)壓變壓器、升壓變壓器及升壓部分電源接通及切斷開關(guān)組成。

　　220V電壓通過接通，切斷開關(guān)加到調(diào)壓變壓器上調(diào)壓變壓器輸出連接升壓變
壓器。用戶只需調(diào)節(jié)調(diào)壓器就可以控制升壓變壓器的輸出電壓。

　　（2 ）控制部分

　　電流取樣，時(shí)間電路、報(bào)警電路組成�？刂撇糠之�(dāng)收到啟動(dòng)信號(hào)，儀器立即
在接通升壓部分電源。當(dāng)收到被測(cè)回路電流超過設(shè)定值及發(fā)出聲光報(bào)警立即切斷
升壓回路電源。當(dāng)收到復(fù)位或者時(shí)間到信號(hào)后切斷升壓回路電源。

　　（3 ）顯示電路

　　顯示器顯示升壓變壓器輸出電壓值。顯示由電流取樣部分的電流值，及時(shí)間
電路的時(shí)間值一般為倒計(jì)時(shí)。

　　（4 ）以上是傳統(tǒng)的耐電壓試驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)組成。隨著電子技術(shù)及單片，計(jì)算
機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展；程控耐電壓測(cè)試儀這幾年也發(fā)展很快，程控耐壓儀與傳統(tǒng)的耐
壓儀不同之處主要是升壓部分。程控耐壓儀高壓升壓不是通過市電由調(diào)壓器來調(diào)
節(jié)，而是通過單片計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生一個(gè)50Hz或60Hz的正弦波信號(hào)再通過功率放大
電路進(jìn)行放大升壓，輸出電壓值也由單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其它部分原理與傳統(tǒng)
耐壓儀差別不大。

　　2 、耐電壓測(cè)試儀的選用

　　選用耐壓儀最重要的是2 個(gè)指標(biāo)，最大輸出電壓值及最大報(bào)警電流值一定要
大于你所需要的電壓值和報(bào)警電流值。一般被試產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了施加高壓值及
報(bào)警判定電流值。如果施加的電壓越高，報(bào)警判定電流越大，那么需要耐壓儀升
壓變壓器功率就越大，一般耐壓儀升壓變壓器功率有0.2kVA、0.5kVA、1kVA、2kVA、
3kVA等。最高電壓可以到幾萬伏。最大報(bào)警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐
壓儀時(shí)一定要注意這2 個(gè)指標(biāo)。功率選太大就會(huì)造成浪費(fèi)，選的太小耐壓試驗(yàn)不
能正確判斷合格與否。根據(jù)IEC414或（GB6738-86 ）中規(guī)定選擇耐壓儀的功率方
法，我們認(rèn)為是比較科學(xué)的。" 首先將耐壓儀的輸出電壓調(diào)到規(guī)定值的50% ，然
后接上被試品，當(dāng)觀測(cè)到的電壓降小于該電壓值的10% 時(shí)，則認(rèn)為耐壓儀的功率
是足夠的。" 也就是如果某一產(chǎn)品的耐壓試驗(yàn)的電壓值為3000伏，先把耐壓儀的
輸出電壓調(diào)到1500伏后接上被試品，如果此時(shí)耐壓儀輸出電壓下降的值不大于150
伏，那么耐壓儀的功率是足夠的。被試品的帶電部分與外殼之間存在分布電容。
電容存在一個(gè)CX容抗，當(dāng)一個(gè)交流電壓施加在這CX電容兩端就會(huì)引成一個(gè)電流。

　　這個(gè)電流的大小與CX電容的容量成正比與施加的電壓值成正比，當(dāng)這個(gè)電流
大到或超過耐壓儀最大輸出電流時(shí)，這臺(tái)耐壓儀就不能正確判別試驗(yàn)合格與否。

　　二、絕緣電阻測(cè)試儀

　　電器產(chǎn)品的絕緣性能是評(píng)價(jià)其絕緣好壞的重要標(biāo)志之一，它通過絕緣電阻反
映出來。

　　我們測(cè)定產(chǎn)品的絕緣電阻，是指帶電部分與外露非帶電金屬部分（外殼）之
間的絕緣電阻，按不同的產(chǎn)品，施加一直流高壓，如100V、250V、500V、1000V
等，規(guī)定一個(gè)最低的絕緣電阻值。有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每kV電壓，絕緣電阻不小于1MΩ
等。目前在家用電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，通常只規(guī)定熱態(tài)絕緣電阻，而不規(guī)定常態(tài)條件
下的絕緣電阻值，常態(tài)條件下的絕緣電阻值由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中自行制定。如果常態(tài)絕
緣電阻值低，說明絕緣結(jié)構(gòu)中可能存在某種隱患或受損。如電機(jī)繞組對(duì)外殼的絕
緣電阻低，可能是在嵌線時(shí)繞組的均線槽絕緣受到損傷所致。在使用電器時(shí)，由
于突然上電或切斷電源或其它緣故，電路產(chǎn)生過電壓，在絕緣受損處產(chǎn)生擊穿，
造成對(duì)人身的安全或威脅。

　　1 、絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)及組成

　　絕緣電阻表又稱兆歐表、搖表、梅格表。絕緣電阻表主要由三部分組成。第
一是直流高壓發(fā)生器，用以產(chǎn)生一直流高壓。第二是測(cè)量回路。第三是顯示。

　�。�1 ）直流高壓發(fā)生器

　　測(cè)量絕緣電阻必須在測(cè)量端施加一高壓，此高壓值在絕緣電阻表國(guó)標(biāo)中規(guī)定
為50V 、100V、250V、500V、1000V 、2500V 、5000V …

　　直流高壓的產(chǎn)生一般有三種方法。第一種手搖發(fā)電機(jī)式。目前我國(guó)生產(chǎn)的兆
歐表約80% 是采用這種方法（搖表名稱來源）。第二種是通過市電變壓器升壓，
整流得到直流高壓。一般市電式兆歐表采用的方法。第三種是利用晶體管振蕩式
或?qū)Ｓ妹}寬調(diào)制電路來產(chǎn)生直流高壓，一般電池式和市電式的絕緣電阻表采用的
方法。

　　（2 ）測(cè)量回路

　　在前面講的搖表（兆歐表）中測(cè)量回路和顯示部分的合二為一的。它是有一
個(gè)流比計(jì)表頭來完成的，這個(gè)表頭中有兩個(gè)夾角為60°（左右）的線圈組成，其
中一個(gè)線圈是并在電壓兩端的，另一線圈是串在測(cè)量回路中的。表頭指針的偏轉(zhuǎn)
角度決定于兩個(gè)線圈中的電流比，不同的偏轉(zhuǎn)角度代表不同的阻值，測(cè)量阻值越
小串在測(cè)量回路中的線圈電流就越大，那么指針偏轉(zhuǎn)的角度越大。另一個(gè)方法是
用線性電流表作為測(cè)量和顯示。前面用到的流比計(jì)表頭中由于線圈中的磁場(chǎng)是非
均勻的，當(dāng)指針在無窮

　　大處，電流線圈正好在磁通密度最強(qiáng)的地方，所以盡管被測(cè)電阻很大，流過
電流線圈電流很少，此時(shí)線圈的偏轉(zhuǎn)角度會(huì)較大。當(dāng)被測(cè)電阻較小或?yàn)? 時(shí)，流
過電流線圈的電流較大，線圈已偏轉(zhuǎn)到磁通密度較小的地方，由此引起的偏轉(zhuǎn)角
度也不會(huì)很大。這樣就達(dá)到了非線性的矯正。一般兆歐表表頭的阻值顯示需要跨
幾個(gè)數(shù)量級(jí)。但當(dāng)用線性電流表頭直接串入測(cè)量回路中就不行了，在高阻值時(shí)的
刻度全部擠在一起，無法分辨，為了也要達(dá)到非線性矯正就必須在測(cè)量回路中加
入非線性元件。從而達(dá)到在小電阻值時(shí)產(chǎn)生分流作用。在高電阻時(shí)不產(chǎn)生分流，
從而使阻值顯示達(dá)到幾個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)顯表逐
步取代指針式儀表。絕緣電阻數(shù)字化測(cè)量技術(shù)也得到了發(fā)展，其中壓比計(jì)電路就
是其中一個(gè)較好測(cè)量電路，壓比計(jì)電路是由電壓橋路和測(cè)量橋路組成。這兩個(gè)橋
路輸出的信號(hào)分別通過A/D 轉(zhuǎn)換再通過單片機(jī)處理直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字值顯示。

　　2 、絕緣電阻表的選用

　　選用絕緣電阻表主要是測(cè)量電壓值，另一個(gè)是需要測(cè)量的范圍，是否能滿足
需要。如測(cè)量很頻繁最好選帶有報(bào)警設(shè)定功能。