電壓擊穿試驗(yàn)儀，體積電阻率表面電阻率測(cè)定儀講述
點(diǎn)擊次數(shù)：2461次 更新時(shí)間：2013-04-27
體積電阻率表面電阻率測(cè)試儀概述
一個(gè)電氣系統(tǒng)就好比一個(gè)管道系統(tǒng)，電壓好比是液體壓力，電流好比是液體的流速，而電氣絕緣就好比是管壁。絕緣防止電子從導(dǎo)體發(fā)生漏泄――其作用的大小是用絕緣電阻表示的。有效的絕緣電阻系統(tǒng)具有高的電阻值，通常大于幾個(gè)兆歐。差的絕緣系統(tǒng)具有較低的絕緣電阻。 絕緣電阻測(cè)試儀適于在各種電氣設(shè)備的保養(yǎng)、維修、試驗(yàn)及檢定中作絕緣測(cè)試。 絕緣阻值分度線均勻清晰、便于準(zhǔn)確讀數(shù)。 操作簡(jiǎn)捷，攜帶方便。 低耗電，用8×1.5V（AA,R6）電池供電，使用時(shí)間長(zhǎng)。 具有電池容量檢查功能。 有單電壓機(jī)型和雙電壓機(jī)型，額定電壓、量程合理配置成多種規(guī)格，適用面廣。 采用先進(jìn)數(shù)字處理技術(shù)，容量大、抗干擾能力強(qiáng)，能滿足高壓、高阻、大容量負(fù)載測(cè)試的要求，示值準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。 具有防震、防潮、防塵結(jié)構(gòu)，適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。 保護(hù)功能完善，能承受短路和被測(cè)電容殘余電壓沖擊。
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，不僅要承受規(guī)定的工作電壓的作用，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 ?。?）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。 ?。?）控制部分 電流取樣，時(shí)間電路、報(bào)警電路組成。控制部分當(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。 ?。?）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。 ?。?）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zui重要的是2個(gè)指標(biāo)，zui大輸出電壓值及zui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。zui高電壓可以到幾萬伏。zui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zui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)zui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。*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。 搖表
（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。*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 用晶體管振蕩式或脈寬調(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。 ?。?）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zui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)量很頻繁選帶有報(bào)警設(shè)定功能
編輯本段絕緣電阻測(cè)試儀參數(shù)
輸出電壓 測(cè)量范圍 測(cè)量誤差 短路電流 如下：
0.5kV 0.1MΩ~500MΩ 5%Rx+2d 0.6mA
500MΩ~10GΩ 10% Rx+2d
1.0kV 0.2MΩ~1GΩ 5%Rx+2d 1.2mA
1GΩ~20GΩ 10% Rx+2d
2.5kV 0.5MΩ~2.5GΩ 5%Rx+2d 2.5mA
2.5GΩ~50GΩ 10% Rx+2d
5.0KV 1.0MΩ~5.0GΩ 5%Rx+2d 5.0mA
5.0GΩ~100GΩ 10% Rx+2d
危險(xiǎn)事項(xiàng) 切勿測(cè)量交/直流電壓在600v以上的電路。 請(qǐng)勿在易燃性場(chǎng)所測(cè)試，活化可能會(huì)引起爆炸。 如果儀器表面潮濕或者操作的手是濕的請(qǐng)勿操作本儀器。 當(dāng)測(cè)量時(shí)，不可接觸測(cè)試筆導(dǎo)電部位。 當(dāng)測(cè)試線短路連接在儀器上時(shí)，不要按下TEST鍵。 測(cè)量時(shí)請(qǐng)勿打開電池蓋。 行絕緣測(cè)量時(shí)，不可觸摸待測(cè)線路。 注意事項(xiàng) 在測(cè)量電阻前，待測(cè)電路必須*放電，并且與電源電路*隔離。 如果測(cè)試筆或電源適配器破損需要更換電，必須換上同樣型號(hào)和相同電氣規(guī)格的測(cè)試筆和電源適配器。 電池指示器批示電能耗盡時(shí)，不要使用儀器。若長(zhǎng)時(shí)間不使用儀器，請(qǐng)將電池取出后存放。 不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中存放或者使用本儀器。 請(qǐng)使用濕布或者清潔劑來清洗儀器外殼，請(qǐng)勿使用磨擦物或溶劑。 儀器潮濕時(shí)，請(qǐng)先干燥后存放。
編輯本段絕緣電阻測(cè)試儀的測(cè)試原理
絕緣測(cè)試儀，通常被稱為 兆歐表 或高阻計(jì)（Meggers®），廣泛用于測(cè)量發(fā)電機(jī)、馬達(dá)、電源變壓器、配線、電器和其它電氣裝置（如控制、信號(hào)、通信和電源的電纜）的絕緣電阻。它們往往被用于例行維護(hù)程序中來指示電機(jī)在數(shù)月或數(shù)年內(nèi)絕緣電阻的變化。絕緣電阻發(fā)生大的變化，就可能預(yù)示著潛在的故障。所以，就需要對(duì)兆歐表進(jìn)行定期校準(zhǔn)，以確保儀表本身沒有隨時(shí)間發(fā)生變化。 兆歐表 通過用一個(gè)電壓激勵(lì)被測(cè)裝置或網(wǎng)絡(luò)，然后測(cè)量激勵(lì)所產(chǎn)生的電流，利用歐姆定律測(cè)量出電阻。優(yōu)良的兆歐表校準(zhǔn)器包括各種可選的電阻器，這點(diǎn)與現(xiàn)代校準(zhǔn)器利用合成電阻功能提供的電阻器差別不大。兆歐表校準(zhǔn)器與直流/低頻校準(zhǔn)器的不同之處在于所需的電阻器范圍，以及耐受的電壓能力不同。例如，與數(shù)字多用表（DMM）上配備的歐姆表功能相比，這些電氣測(cè)試器在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)施加的電壓要高得多。兆歐表采用的電壓范圍通常從50 V 到高達(dá)5 kV；而典型數(shù)字多用表的電壓一般小于10 V。對(duì)于絕緣測(cè)試來說，需要測(cè)量的電阻值范圍很大，其上限可達(dá)到10 TΩ，所需的電壓更高。 幾乎所有的絕緣測(cè)試儀都采用直流電壓作為激勵(lì)，所以兆歐表校準(zhǔn)器的交流要求很少.許多兆歐表為兩端設(shè)備，它提供一個(gè)電壓，并測(cè)量由被測(cè)設(shè)備所決定的電流。量程達(dá)到1 TΩ 以及更高的兆歐表通常具有第三個(gè)端子，稱為保護(hù)端（Guard），對(duì)于消除泄漏通路以及被測(cè)未知電阻Rx 的并聯(lián)元件非常有用。保護(hù)端的目的是消除可能會(huì)產(chǎn)生的泄漏電流來選擇性地將輸出寄生電阻性元件的影響減小為零。 校準(zhǔn)這些儀器時(shí)的一個(gè)主要問題是找到合適的電阻器，當(dāng)然是首先要足夠；還需要電阻值足夠大，使其能夠承受高直流電壓。此外，對(duì)于應(yīng)該采用什么樣的電阻值來進(jìn)行校準(zhǔn)，兆歐表制造商并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以就需要各種各樣的電阻值。通過了解各種不同的絕緣測(cè)試儀，可以知道它們需要不同的性能檢查點(diǎn)。例如，某個(gè)測(cè)試儀需要測(cè)試50 kΩ，而另一款測(cè)試儀則需要測(cè)試60 kΩ，再一款又需要測(cè)試100 kΩ，等等。 “通用”的多功能電氣/電子校準(zhǔn)器不能用于校準(zhǔn)絕緣電阻測(cè)試儀，因?yàn)樗鼈兊碾娮杵魍ǔH僅能夠處理有限的電壓，常常zui高不過20 V。絕緣電阻校準(zhǔn)器所面臨的挑戰(zhàn)是將這些特殊需要集成到一款經(jīng)濟(jì)、緊湊和便攜的解決方案中。 合成電阻的方法由于受到設(shè)計(jì)成本和尺寸規(guī)格的限制被排除在外。采用的是分立式高壓電阻器矩陣的方法，組成一個(gè)陣列，能夠提供500,000 多種電阻值輸出。在這種校準(zhǔn)器中，有8個(gè)范圍的電阻值，覆蓋了10 kΩ到10 GΩ 的范圍，每個(gè)范圍均能提供4.5 位的穩(wěn)定輸出。 收集合適的高壓電阻器并將其集成到一個(gè)儀器內(nèi)又存在另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。這就是與歐盟CE認(rèn)證的一項(xiàng)強(qiáng)制性要求《低電壓指令》（Low Voltage Directive）相關(guān)的安全性標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)。與儀器制造商相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是EN 61010－ 測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求（Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use）[2]。 低電壓指令要求將校準(zhǔn)器電壓限制為1,000 Vrms。那么如何校準(zhǔn)測(cè)試電壓高達(dá)5 kV 的兆歐表呢？這類儀器具有更寬的動(dòng)態(tài)范圍，可測(cè)量高到10 TΩ 的電阻，并且提供了如上所述的保護(hù)端子，使其能夠準(zhǔn)確測(cè)量非常高的電阻值。幸運(yùn)的是，這樣的保護(hù)配置可以使其本身形成一個(gè)電阻倍增器，能夠有效地將一個(gè)已知電阻倍增為1000 倍，如圖2的例子所示[3]。同樣重要的是，由于倍增器是一個(gè)分立、隔離、獨(dú)立的設(shè)備，可以滿足倍增器所需的高電壓，它已經(jīng)不是《低電壓指令》所管轄的范圍
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