电气绝缘测试技术(考研必看)

第一章 绝缘电阻（率）的测量

§1―1 概述

一、定义：绝缘电阻R=U/I

体积绝缘电阻 Rv=U/Iv 表面绝缘电阻 Rs= U/Is

Rv ∥Rs

Rv=【d （厚度）/A （面积）】ρv （体积电阻率） ρv 单位：Ω．m ρv=E/j —电流密度（A/m 2） ρv=1/ν—电导率，用来表征材料 ρs= E/j 单位：Ω

性能：用绝缘电阻表征绝缘结构性能 二、影响绝缘电阻率ρv 的因素

1. 温度 ：

T →R （ρv ） （离子电导为主体） 2. 湿度：δ（%） →R （ρv ）

3. 电场E ，一般R （ρv ）与E 无关（线性材料） 高场强是 E →R （ρv ） （非线性材料）

4. 辐射：剂量 →R （ρv ）

5. 交联：无影响 ，高温下交联击穿强度高 标准测试条件： T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% 测试前预处理（正常化） T ：23+2℃ δ（湿度）：50+5% t ：24小时

消除辐照、湿度影响、机械应力

预处理的目的：消除试品经历的历史条件不同对测试结果的影响

§1―2试样与电极系统 一、试样

固体（绝缘电阻） 片状 管状

一般采用片状，大于电极7mm 以上，厚度不大于4mm （最好在0.5~2mm ） 二、电极系统 ㈠ 三电极系统

大电阻测量的本质是微电 流测量。

㈡ 二电极系统 常用于薄膜测量

㈢ 三电极的优点

① Iv 、Is 分开，实现体积电流测量（Rv ）

② 消除电极边缘效应，可使被测部分近似为均化电场 ㈣ 电极尺寸

测量极直径：50mm

特定环境下用25mm 高压极直径：74mm 特定环境下用

54mm

保护间隙：2mm 保护极尺寸：10mm C=ε0εr

h A R=ρv A

h

（A 电极面积） 已知：A 、h 、Rv 、D1，g ，求ρv

ρv= Rv h

4g D 2

π

）

（+

三、电极材料

选择材料的原则： 1. 导电性好

2. 与被测材料紧密接触

3. 化学性能稳定，不和被测才来哦发生化学反应

4. 经济、操作方便 可用电极材料： 1. 银漆、银膏 2. 蒸镀（铝、铜、金） 3. 铝箔 4. 导电橡胶

§1—3 直接法测量绝缘电阻 Rx=U/Ix →U 已知，测Ix 求Rx

一、兆欧表：直流电源+流比计（P13 图1-12） а=f （

2I 1I ）=f （R1

Rx 2R +） 流比计的特点：а与电压大小无关，使用于现场施工 二、检流法（P14 图1-13）

① 校正检流计 ② 读出偏转角 R=

аK Un n=Ix

Ig

— 分流比，K —仪表常数，а—检流计偏转角 U=1000V Imin=10-10 A R=1013Ω 适用于工厂产品测试

三、高阻计法（P15 图1-15） Rx=

Ip

SRnU

，Rn 最大1012Ω，放大器输入阻抗>1014Ω。 高阻计负反馈放大电路，可测范围可达1017Ω，测试误差为10% 适用于绝缘材料性能的测试。（图见书上）

§1―4 比较法测绝缘电阻 一、电桥法（P17 图1-17） 测试原理：电桥平衡

RxR A =R N R B →Rx=R N

RA

RB

电桥灵敏度：在平衡条件下，被测电阻的变化引起电流的变化，二者之比为灵

敏度。

灵敏度：）

（ааR Rx R B U Rx Umn

2

B +=

最大相对误差：

R B

U UmnRx

Rx Rx 1

△△△-=，由电桥灵敏度决定 可测最高电阻值为1014，测试精度最高，但操作不方便。 二、电流比较法（P18 图1-18） （

()R N 2n 2K Rn Rx 1n 1K аа=+，得到Rx=R N 12n 11

n 2）аа（- 设备与检流法相同，测试过程、原理、公式不同，精度高。 适用于产品绝缘的检测。 §1—5充放电法测绝缘电阻

一、充电法（P18 图1-19）

① S1合，S2合 ② S1合，S2开，t=0

Ix 为稳态电流

C Ixt

=V （静电计读数） →Ix=t

0VC Rx=Ix U =VC0Ut

充电法是目前测量绝缘电阻最灵敏的方法，可达1019Ω 二、自放电法（P19 图1-20） 1. S1合；S2开，即极化过程

2. S1开；S2合，t1时刻对应的点位U1，读取U1后S2开，此时被测试样是个理想的电容。

U （t ）=U0e t τ

-，τ=RxCx=

d

A

r 0A d εε•=ρx ε0εr 所以τ=ρx ε0εr 可用于复杂结构单一介质电阻率的测量；即在t0时读U1，t1时读U2。

小结：对绝缘电阻的测试可以分为三大类： 1. 直接发：检流计、高阻计 2. 比较法：电桥比较、电流比较 3. 充放电法：充电、自放电 原理及测量范围

绝缘材料测试常用高阻计法 工程上较少用充放电法

要求精确测试用电桥比较法，但量程到1015Ω。 静电电压表与静电计的异同： 相同之处：都是静电系

不同：静电计用于充放电法测采样电容，故测得小树值电压，静电压表测大数值电压。

§1—6 绝缘电阻测试技术 一、误差的来源 1. 仪器的误差

电桥法：Rx=R N

RA

RB