绝缘电阻测试是电气设备安全检测项目中的一项非常重要的内容。对绝缘电阻测试上有着严格的要求。通过对绝缘电阻阻值的测试,可以检测出电气设备绝缘性能的损坏程度,从而确定设备是否可以安全运行。

    在现有的微机检测系统中,绝缘测试的准确性及易操作性一直是广大用户认为问题较多的测试项目。由于传统的指针式兆欧表测量范围小,误差大,吸收比计算复杂等一系列问题,因此本文设计了基于单片机的数字式绝缘电阻测试仪来解决以上出现的问题。

    在电气安全的基本性能测试中,有绝缘电阻,泄漏电流,吸收比等基本指标。这些指标是否标准对电气设备的正常运行以及人身安全起了很大的影响。所以准确测量这些性能指标是非常重要的一项工作。

    由于单片机的性能高,体积小,抗干扰性好等一些优点,所以本文采用了单片机芯片为基础配合键盘,LCD显示,对数字式的绝缘电阻测试仪的设计原理进行了比较详细的概述。

    1、绝缘电阻

    绝缘电阻是处于两个导体之间的阻止两个导体之间有效电流形成的绝缘物,当有直流电压作用于绝缘电阻时,此时会在绝缘体中产生充电电流,吸收电流和泄漏电流。在随后的一段时间内,充电电流和吸收电流会随时间变化而逐渐变小,直至消失。而只有泄漏电流与时间无关,它是反映设备实际工作状态的安全电参数之一,也是一个对人体有着直接影响的电参数之一,所以对泄漏电流的准确测量是电气设备安全工作的前提保证,是一项非常重要的工作。绝缘电阻测试就是通过仪器测量电气设备中的泄漏电流,通常测试仪会以电阻值的方式显示以方便判断绝缘电阻的性能是否合格。

    2、测试系统原理

    该数字绝缘电阻测试仪主要由高压产生电路,采样回路,A/D与D/A转换器,单片机系统回路,LCD,键盘输入等组成。绝缘电阻测试原理框图如图1所示:其中R为被测设备的绝缘电阻,通常为电气设备或电线外壳的电阻。仪器工作时,单片机芯片通过并行I/O得到键盘外部输入的信息,经过计算将信息通过另一并行I/O传送给数模转换器,使用应用较为广泛的。

    数字信号经过转换变为模拟信号,然后控制高压直流电源输出与键盘键入信号相对应的高压直流电源。当直流高压作用于被测绝缘电阻值与被测电阻对应。这时信号采集电路会进行信号采集,得到有效模拟信号后经过模数转换器后将数字信号送单片机,这里使用的模数转换器器为ADC0832。经过单片机处理将测量出的绝缘电阻值在LCD显示。

    因为在直流电压施加于绝缘电阻时,刚开始会产生除了泄漏电流之外的充电电流和吸收电流。所以为了减小测试初始充电电流和吸收电流的影响,提高测试的精度,在这里分别采集直流电压施加于绝缘电阻后15秒和60秒后的绝缘电阻值R15和R60。

    而将R60作为绝缘电阻的有效数据。同时还可方便的计算出绝缘电阻的吸收比K=R60/R15。吸收比是与绝缘电阻阻值一样重要的参数,它对反应大型电力变压器局部缺陷较为灵敏,例如变压器油内含有水分、套管及线圈局部弱点或脏污等。绝缘电阻和吸收比均是判断绝缘物是否受潮的灵敏指标。

    在电气安全的基本性能测试中,有绝缘电阻,泄漏电流,吸收比等基本指标。这些指标是否标准对电气设备的正常运行以及人身安全起了很大的影响。所以准确测量这些性能指标是非常重要的一项工作。