在测容性负载阻值时,兆欧表输出短路电流大小与测量数据有什么关系,为什么?
兆欧表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。当被测试品存在电容量时,在测试过程的开始阶段,兆欧表内的高压源要通过其内阻向该电容充电,并逐步将电压充到兆欧表的输出额定高压值。显然,如果 试品的电容量值很大,或高压源内阻很大,这一充电过程的耗时就会加长。其长度可由R内和C负载的乘积决定(单位为秒)。请注意,给电容充电的电流与被测试品绝缘电阻上流过的电流,在测试中是一起流入兆欧表内的。兆欧表测得的电流不仅有绝缘电阻上的分量,也加入了电容充电电流分量,这时测得的阻值将偏小。
如:额定电压为5000V的兆欧表,若其短路输出电流为80μA(日本共立产),其内阻为5000V/80μA=62MΩ。
如:试品容量为0.15μF,则时间常数τ=62MΩ×0.15μF≈9(秒)即在18秒时刻,电容上的充电电流仍有11.3μA。
由此可见,仅由充电电流而形成的等效电阻为5000V/11.3μA=442MΩ,若正常绝缘为1000MΩ,则显示的测得绝缘值仅为306MΩ。这种试值已不能反映绝缘值的真实状况了,而且试值主要是随容性负载容量的变化而改变,即容量小,测试阻值大;容量大,测试阻值小。
所以,为保障准确测得R15s,R60s的试值,应选用充电速度快的大容量兆欧表。我国的相关规程要求兆欧表输出短路电流应大于0.5mA、1mA、2mA、5mA,要求高的场合应尽量选择输出短路电流较大的兆欧表。
兆欧表是一种专门测量电气设备绝缘电阻的仪表,简称“摇表”。一般的兆欧表主要由摇直流发电机、磁电系比率表以及测量线路组成。手摇直流发电机的额定电压主要有500V、1000V、2500V等几种。发电机上装有离心调速装置,使转子能恒速转动,此文通过四项带您来更深了解兆欧表:
(1)兆欧表的选择
一:兆欧表的额定电压一定要与被测电气设备或线路的下作电压相适应
二:兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相符合,以免引起大的读数误差。
不同额定电压兆欧表的使用范围
注:如果用500V以下的兆欧表测量高压设备的绝缘电阻,则测量结果不能正确反映其工作电压下的绝缘电阻值。同样,也不能用电压太高的兆欧表去测量低压电气设备的绝缘电阻,以免损坏其绝缘。
(2)兆欧表的接线
兆欧表有三个接线端钮,分别标有L(线路)、E(接地)和G(屏蔽),使用时应按测量对象的不同来选用。当测量电力设备对地的绝缘电阻时,应将L接到被测设备上,E可靠接地即可。但当测量表面不干净或潮湿的电缆绝缘电阻时,为了准确测量其绝缘材料内部的绝缘电阻(即休积电阻),就必须使用G端钮,接法如下图所示(用兆欧表测量电缆绝缘电阻的接线)。这样绝缘材料的表面漏电流/Is表面,经G端钮直接流冋电源负极。而反映休积电阻的Iv则经绝缘电阻内部,L接线端、线圈1冋到电源负极。可见,屏蔽G的作用是屏蔽表面漏电电流。加接屏蔽G后的测量结果只反映了休积电阻的大小,因而大大提高了测量的准确度。
用兆欧表测量电缆绝缘电阻的接线
(3)兆欧表的检查
使用兆欧表前要先检查其是否完好。检查步骤是:在兆欧表未接通被测电阻之前,摇动手柄使发电机达到120r/min的额定转速,观察指针是否指在标度尺的“∞”位置。再将端钮L和E短接,缓慢摇动手柄,观察指针是否指在标度尺的“0”位置。如果指针不能指在相应的位置,则说明兆欧表有故障,需要检修后才能使用。
(4)兆欧表操作注意事项
①测量绝缘电阻必须在被测设备和线路停电的状态下进行。对含有大电容的设备,测量前应先进行放电,测量后也应及时放电,放电时间不得小于2min,以保证人身安全。
②兆欧表与被测设备的连接导线不能用双股绝缘线或绞线,应用单股线分开单独连接,以避免线间电阻引起的误差。
③摇动时应由慢渐快至额定转速120r/min。在此过程中,若发现指针指零,说明被测绝缘物发生短路事故,应立即停止摇动手柄,避免表内线圈因发热而损坏。
④测量具有大电容设备的绝缘电阻,读数后不能立即停止摇动兆欧表,以防已充电的设备放电而损坏兆欧表。应在读数后一边降低手柄转速,一边拆去接地线。在兆欧表停止转动和被测物充分放电之前,不能用手触及被测设备的导电部分。
⑤测量设备的绝缘电阻时,应记下测量时的温度、湿度、被测设备的状况等,以便于分析测量结果。
关于兆欧表操作注意事项远远不止这些,日常使用中还需要根据使用说明书来操作,避免错误操作带来的不便。
数字式一般由直流电压变换器将电池电压转换为直流高压电作为测试电压,这个测试电压施加在被测物上产生的电流经电流电压转换器转换为相应的电压值,然后送入模数转换器变为数字编码,再经微处理器计算处理,由显示器显示出相应的电阻值。数字式兆欧表的电路原理框图如图所示。
数字式兆欧表的电路原理框图
(1)直流电压变换器。
直流电压变换器(DC-DC变换器)将电池电压转换为直流高压作为测试电压,它是数字式兆欧表的关键部分,常见有250V、500V、1000V三种测试电压(也有2500V、5000V等较高测试电压)。数字式兆欧表一般采用脉宽调制(PWM)型集成控制器将电池的直流电压转换为脉宽调制信号,经升压变压器转化为高压脉冲,由倍压整流(二倍或三倍)平滑成直流高压测试电压,其输出电压大小是通过输出电压控制电路调节脉冲宽度来实现的。常见的控制器有UC3840、TL494、SG3524等,这类脉宽调制型控制器是国际上较为流行的开关电源集成控制器,它包括开关稳压器所需的全部控制电路,例如,误差放大器、振荡器、脉宽调制器、脉冲发生器、开关管、过流过热保护等。
(2)电流电压转换器。
从图可以看出,电流电压转换器(I-V转换)由待测电阻Rx、反馈电阻Rf及运算放大器A1组成。它将流经被测绝缘电阻Rx的电流转换为电压信号输出。
(3)模数转换器及显示电路。
模数转换器(A/D)是模拟电路与数字电路连接的纽带,也是模拟仪表与数字仪表的重要标志。精度不高于1%的数字式兆欧表通常采用ICL7106(或ICL7107)大规模,ICL7106是带LCD显示(ICL7107为LED显示)的3?位双积分A/D转换器,利用其输入电压与参考电压的比值特性可以非常方便地测得电阻值。