兆欧表的选用,主要是选择其电压及测量范围,高压电气设备需使用电压高的兆欧表。
低压电气设备需使用电压低的兆欧表。
一般选择原则是:
500伏以下的电气设备选用500~1000伏的兆欧表;瓷瓶、母线、刀闸应选用2500伏以上的兆欧表。
兆欧表测量范围的选择原则是:
要使测量范围适应被测绝缘电阻的数值免读数时产生较大的误差。
如有些兆欧表的读数不是从零开始,而是从1兆欧或2兆欧开始。
这种表就不适宜用于测定处在潮湿环境中的低压电气设备的绝缘电阻。
因为这种设备的绝缘电阻有有可能小于1兆欧,使仪表得不到读数;
容易误认为绝缘电阻为零,而得出错误结论。
用兆欧表测量绝缘时,为什么规定摇测时间为1分钟?
用兆欧表测量绝缘电阻时,一般规定以摇测一分钟后的读数为准备。
因为在绝缘体上加上直流电压后,流过绝缘体的电流(吸收电流)将随时间的增长而逐渐下降。
而绝缘的直流电阻率是根据稳态传导电流确定的,并且不同材料的绝缘体,其绝缘吸收电流的衰减时间也不同。
但是试验证明,绝大多数材料其绝缘吸收电流经过一分钟已趋于稳定;
所以规定以加压一分钟后的绝缘电阻值来确定绝缘性能的好坏。
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。
电气设备绝缘性能的好坏,关系到电气设备的正常运用和操作人员的安全,但是为什么绝缘电阻不能用的欧姆挡来检查呢?由于一般万用表的高阻挡是R×10k,如果利用它来进行测量兆欧以上的高值电阻时,表针几乎不转动而停留在边沿“∞”处。因此用万用表测试高值电阻就不能进行。更重要的是万用表测量电阻时所用电压比较低,在低电压下呈现的绝缘电阻值不能反映在高压作用下的绝缘电阻值。例如测量一只耐压为160V至250V的金属膜的漏电流时,如用万用表R×10k挡检查很好,可是用兆欧表检测就发现金属膜电容已接近击穿。因此测量绝缘电阻必须备有高压电源和高量程的电表进行,而兆欧表却具备这些条件。
1. 测量欧姆的量程要高
“兆欧”为高值电阻和绝缘电阻的计量单位,1兆欧即等于一百万欧(或用符号1MΩ=106Ω)。因为利用它测出的单位为“兆欧”,所以叫兆欧表,也叫梅格表、摇表、高阻计、绝缘电阻测试器等名称。在兆欧表表盘上常刻有符号“MΩ”,表示可以作为表盘上刻度数值的共用单位。符号“MΩ”的读音为“梅格欧姆”。
2. 仪表本身能提供额定的高压输出,具备这一条件的原因是:
第一:表盘刻度为兆欧读数,则要求表头灵敏度很高,但我们不能无限制地提高表头灵敏度。例如万用表的表头灵敏度在50μA以下时,它的灵敏度已很高了。为了进一步提高表针偏转能力,可以提高电阻挡的电源电压来补偿,所以万用表在R×10k挡的电压为9-15V左右。电源电压越高,能测量的绝缘电阻就越大,但对于测兆欧以上高阻值还是不够的。
第二:一切电气设备、器材都有额定的工作电压和在额定电压下的绝缘电阻要求。因此测量绝缘电阻时,可以能在接近额定电压的测试条件下进行,测得的结果才能正确。