體積電阻率表面電阻率測試儀概述

一個(gè)電氣系統就好比一個(gè)管道系統，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具有高的電阻值，通常大于幾個(gè)兆歐。差的絕緣系統具有較低的絕緣電阻。 　　絕緣電阻測試儀適于在各種電氣設備的保養、維修、試驗及檢定中作絕緣測試。 絕緣阻值分度線(xiàn)均勻清晰、便于準確讀數。 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(cháng)。 具有電池容量檢查功能。 有單電壓機型和雙電壓機型，額定電壓、量程合理配置成多種規格，適用面廣。 采用先進(jìn)數字處理技術(shù)，容量大、抗干擾能力強，能滿(mǎn)足高壓、高阻、大容量負載測試的要求，示值準確、穩定、可靠。 具有防震、防潮、防塵結構，適應惡劣工作環(huán)境。 保護功能完善，能承受短路和被測電容殘余電壓沖擊。
一、耐電壓測試儀
　　耐電壓測試儀又叫電氣絕緣強度試驗儀或叫介質(zhì)強度測試儀。將一規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。電器在長(cháng)期工作中，不僅要承受規定的工作電壓的作用，還要承受操作過(guò)程中引起短時(shí)間的高于額定工作電壓的過(guò)電壓作用（過(guò)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，電氣絕緣材料的內部結構將發(fā)生變化。當過(guò)電壓強度達到某一定值時(shí)，就會(huì )使材料的絕緣擊穿，電器將不能正常運行，操作者就可能觸電,危及人身安全。  
1、耐電壓測試儀結構及組成 　?。?）升壓部分 　　調壓變壓器、升壓變壓器及升壓部分電源接通及切斷開(kāi)關(guān)組成。 　　220V電壓通過(guò)接通，切斷開(kāi)關(guān)加到調壓變壓器上調壓變壓器輸出連接升壓變壓器。用戶(hù)只需調節調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、報警電路組成?？刂撇糠之斒盏絾?dòng)信號，儀器立即在接通升壓部分電源。當收到被測回路電流超過(guò)設定值及發(fā)出聲光報警立即切斷升壓回路電源。當收到復位或者時(shí)間到信號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。 　?。?）以上是傳統的耐電壓試驗儀的結構組成。隨著(zhù)電子 技術(shù)及單片，計算機技術(shù)飛速發(fā)展；程控耐電壓測試儀這幾年也發(fā)展很快，程控耐壓儀與傳統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(guò)市電 由調壓器來(lái)調節，而是通過(guò)單片計算機控制產(chǎn)生一個(gè)50Hz或60Hz的正弦波信號再通過(guò)功率放大電路進(jìn)行放大升壓，輸出電壓值也由單片計算機進(jìn)行控制，其 它部分原理與傳統耐壓儀差別不大。 　　2、耐電壓測試儀的選用 　　選用耐壓儀zui重要的是2個(gè)指標，zui大輸出電壓值及zui大 報警電流值一定要大于你所需要的電壓值和報警電流值。一般被試產(chǎn)品標準中規定了施加高壓值及報警判定電流值。如果施加的電壓越高，報警判定電流越大，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(wàn)伏。zui大 報警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐壓儀時(shí)一定要注意這2個(gè)指標。功率選太大就會(huì )造成浪費，選的太小耐壓試驗不能正確判斷合格與否。根據 IEC414或（GB6738-86）中規定選擇耐壓儀的功率方法，我們認為是比較科學(xué)的。“首先將耐壓儀的輸出電壓調到規定值的50%，然后接上被試 品，當觀(guān)測到的電壓降小于該電壓值的10%時(shí)，則認為耐壓儀的功率是足夠的。”也就是如果某一產(chǎn)品的耐壓試驗的電壓值為3000伏，先把耐壓儀的輸出電壓 調到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，當這個(gè)電流大到或超過(guò)耐壓儀zui大輸出電流時(shí)，這臺耐壓儀就不能正確判別試驗合格與否。
二、絕緣電阻測試儀
　　電器產(chǎn)品的絕緣性能是評價(jià)其絕緣好壞的重要標志之一，它通過(guò)絕緣電阻反映出來(lái)。 　　我們測定產(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，規定一個(gè)zui低的絕緣電阻值。有的標準規定 每kV電壓，絕緣電阻不小于1MΩ等。目前在家用電器產(chǎn)品標準中，通常只規定熱態(tài)絕緣電阻，而不規定常態(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)標準中自行制定。如果常態(tài)絕緣電阻值低，說(shuō)明絕緣結構中可能存在某種隱患或受損。如電機繞組對外殼的絕緣電阻低，可能是在嵌線(xiàn)時(shí)繞組的均線(xiàn)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(guò)電壓，在絕緣受損處產(chǎn)生擊穿，造成對人身的安全或威脅。 　　1、絕緣電阻表的結構及組成 　　絕緣電阻表又稱(chēng)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。第二是測量回路。第三是顯示。  搖表
（1）直流高壓發(fā)生器 　　測量絕緣電阻必須在測量端施加一高壓，此高壓值在絕緣電阻表國標中規定為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)電機式。 目前我國生產(chǎn)的兆歐表約80%是采用這種方法（搖表名稱(chēng)來(lái)源）。第二種是通過(guò)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制電路來(lái)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。 　?。?）測量回路 　　在前面講的搖表（兆歐表）中測量回路和顯示部分的合二 為一的。它是有一個(gè)流比計表頭來(lái)完成的，這個(gè)表頭中有兩個(gè)夾角為60°（左右）的線(xiàn)圈組成，其中一個(gè)線(xiàn)圈是并在電壓兩端的，另一線(xiàn)圈是串在測量回路中的。 表頭指針的偏轉角度決定于兩個(gè)線(xiàn)圈中的電流比，不同的偏轉角度代表不同的阻值，測量阻值越小串在測量回路中的線(xiàn)圈電流就越大，那么指針偏轉的角度越大。另 一個(gè)方法是用線(xiàn)性電流表作為測量和顯示。前面用到的流比計表頭中由于線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)是非均勻的，當指針在無(wú)窮 　　大處，電流線(xiàn)圈正好在磁通密度zui強的地方，所以盡管 被測電阻很大，流過(guò)電流線(xiàn)圈電流很少，此時(shí)線(xiàn)圈的偏轉角度會(huì )較大。當被測電阻較小或為0時(shí)，流過(guò)電流線(xiàn)圈的電流較大，線(xiàn)圈已偏轉到磁通密度較小的地方，由 此引起的偏轉角度也不會(huì )很大。這樣就達到了非線(xiàn)性的矯正。一般兆歐表表頭的阻值顯示需要跨幾個(gè)數量級。但當用線(xiàn)性電流表頭直接串入測量回路中就不行了，在 高阻值時(shí)的刻度全部擠在一起，無(wú)法分辨，為了也要達到非線(xiàn)性矯正就必須在測量回路中加入非線(xiàn)性元件。從而達到在小電阻值時(shí)產(chǎn)生分流作用。在高電阻時(shí)不產(chǎn)生 分流，從而使阻值顯示達到幾個(gè)數量級。隨著(zhù)電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，數顯表逐步取代指針式儀表。 　　絕緣電阻數字化測量技術(shù)也得到了發(fā)展，其中壓比計電路就是其中一個(gè)較好測量電路，壓比計電路是由電壓橋路和測量橋路組成。這兩個(gè)橋路輸出的信號分別通過(guò)A/D轉換再通過(guò)單片機處理直接轉換成數字值顯示。 　　2、絕緣電阻表的選用 　　選用絕緣電阻表主要是測量電壓值，另一個(gè)是需要測量的范圍，是否能滿(mǎn)足需要。如測量很頻繁選帶有報警設定功能
編輯本段絕緣電阻測試儀參數
輸出電壓 測量范圍 測量誤差 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 
危險事項 　　切勿測量交/直流電壓在600v以上的電路。 　　請勿在易燃性場(chǎng)所測試，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勿操作本儀器。 　　當測量時(shí)，不可接觸測試筆導電部位。 　　當測試線(xiàn)短路連接在儀器上時(shí)，不要按下TEST鍵。 　　測量時(shí)請勿打開(kāi)電池蓋。 　　行絕緣測量時(shí)，不可觸摸待測線(xiàn)路。 　　注意事項 　　在測量電阻前，待測電路必須*放電，并且與電源電路*隔離。 　　如果測試筆或電源適配器破損需要更換電，必須換上同樣型號和相同電氣規格的測試筆和電源適配器。 　　電池指示器批示電能耗盡時(shí)，不要使用儀器。若長(cháng)時(shí)間不使用儀器，請將電池取出后存放。 　　不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強電磁場(chǎng)環(huán)境中存放或者使用本儀器。 　　請使用濕布或者清潔劑來(lái)清洗儀器外殼，請勿使用磨擦物或溶劑。 　　儀器潮濕時(shí)，請先干燥后存放。
編輯本段絕緣電阻測試儀的測試原理
　　絕緣測試儀，通常被稱(chēng)為 兆歐表 或高阻計（Meggers®），廣泛用于測量發(fā)電機、馬達、電源變壓器、配線(xiàn)、電器和其它電氣裝置（如控制、信號、通信和電源的電纜）的絕緣電阻。它們往往被用于例行維護程序中來(lái)指示電機在數月或數年內絕緣電阻的變化。絕緣電阻發(fā)生大的變化，就可能預示著(zhù)潛在的故障。所以，就需要對兆歐表進(jìn)行定期校準，以確保儀表本身沒(méi)有隨時(shí)間發(fā)生變化。 　兆歐表 通過(guò)用一個(gè)電壓激勵被測裝置或網(wǎng)絡(luò )，然后測量激勵所產(chǎn)生的電流，利用歐姆定律測量出電阻。優(yōu)良的兆歐表校準器包括各種可選的電阻器，這點(diǎn)與現代校準器利用合成電阻功能提供的電阻器差別不大。兆歐表校準器與直流/低頻校準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，與數字多用表（DMM）上配備的歐姆表功能相比，這些電氣測試器在進(jìn)行電阻測量時(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5 kV；而典型數字多用表的電壓一般小于10 V。對于絕緣測試來(lái)說(shuō)，需要測量的電阻值范圍很大，其上限可達到10 TΩ，所需的電壓更高。 　　幾乎所有的絕緣測試儀都采用直流電壓作為激勵，所以兆歐表校準器的交流要求很少.許多兆歐表為兩端設備，它提供一個(gè)電壓，并測量由被測設備所決定的電流。量程達到1 TΩ 以及更高的兆歐表通常具有第三個(gè)端子，稱(chēng)為保護端（Guard），對于消除泄漏通路以及被測未知電阻Rx 的并聯(lián)元件非常有用。保護端的目的是消除可能會(huì )產(chǎn)生的泄漏電流來(lái)選擇性地將輸出寄生電阻性元件的影響減小為零。 　　校準這些儀器時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題是找到合適的電阻器，當然是首先要足夠；還需要電阻值足夠大，使其能夠承受高直流電壓。此外，對于應該采用什么樣的電阻值來(lái)進(jìn)行校準，兆歐表制造商并沒(méi)有統一的標準，所以就需要各種各樣的電阻值。通過(guò)了解各種不同的絕緣測試儀，可以知道它們需要不同的性能檢查點(diǎn)。例如，某個(gè)測試儀需要測試50 kΩ，而另一款測試儀則需要測試60 kΩ，再一款又需要測試100 kΩ，等等。 　　“通用”的多功能電氣/電子校準器不能用于校準絕緣電阻測試儀，因為它們的電阻器通常僅僅能夠處理有限的電壓，常常zui高不過(guò)20 V。絕緣電阻校準器所面臨的挑戰是將這些特殊需要集成到一款經(jīng)濟、緊湊和便攜的解決方案中。 　　合成電阻的方法由于受到設計成本和尺寸規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)儀器內又存在另一項挑戰。這就是與歐盟CE認證的一項強制性要求《低電壓指令》（Low Voltage Directive）相關(guān)的安全性標準挑戰。與儀器制造商相關(guān)的標準是EN 61010－ 測量、控制和實(shí)驗室用電氣設備的安全要求（Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use）[2]。 　低電壓指令要求將校準器電壓限制為1,000 Vrms。那么如何校準測試電壓高達5 kV 的兆歐表呢？這類(lèi)儀器具有更寬的動(dòng)態(tài)范圍，可測量高到10 TΩ 的電阻，并且提供了如上所述的保護端子，使其能夠準確測量非常高的電阻值。幸運的是，這樣的保護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、獨立的設備，可以滿(mǎn)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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