电气绝缘测试技术实验讲义

电气绝缘测试技术实验讲义

哈尔滨理工大学

电气与电子工程学院实验中心

实验一 绝缘电阻系数的测量

一、实验目的：

1、掌握用高阻计测试绝缘电阻的方法。

2、了解各种因素对测试准确度的影响。

二、实验内容：

1、在贴铝箔的三电极试样上测量其体积绝缘电阻Rv 和表面电阻Rs

2、在不贴铝箔三电极试样上测试其Rv 和Rs ，并与1项结果相比较

3、在不贴铝箔的二电极系统下测量其电阻，并与2项结果相比较

4、在不贴铝箔的情况下，测量受潮试样的表面电阻Rs ，并与2项相比较

5、测量线有无屏蔽对测试结果的影响

三、实验用设备及材料：

ZC-36型1017欧姆电阻、10-14微安电流测试仪

1、测试原理

高阻计实际上是一种高输入阻抗的直流放大器，为了使性能稳定，一般都采用负反馈线路，当试样施加电压时，试样的传导电流Ix 流经Rg 、R f ，使放大器输入端得到输入电压Ug ，使输出端电压Up 在输出回路中出现电流Ip ，它们之间的关系为：

Ug = Ix · Rg － Up （1）

Up = (Ip － Ix) · R f （2）

图一 高阻计测试原理

A —直流放大器；M —电流计；Rg —标准电阻；R f ——反馈电阻；

K 1—测试与放电选择开关；K 2—R v 与R s 选择开关；K 3—输入与短路选择开关； 从上式得放大器的电流放大倍数

111=+⋅==A

A R R I I A f g x p 在放大器的固有增益A>>1,Rg>> R f 时

x f g x f g

x p R U R R I R R I A I ⋅=⋅==.1

在试验电压U 和放大倍数A 1一定的情况下，Ip 只与Rx 有关，故Ip 的读数直接刻度成Rx 的数值。

图二 简化原理图

结合简化原理图结合简化原理图，，把操作原理说明如下:

(1)测试电压选择，把测试电压选择开关置于不同的分压档，即可得到1000伏，500伏，250伏，100伏，10伏的测试电压。仪器制造时是在测试电压1000伏的情况下把Ip 的指示数刻度成Rx 的数值。当测试电压变为500伏时，同样的Ip 所对应的Rx 却比u=1000伏时减小一半，所以，测试电压分别为500伏，250伏，100伏，10伏时，所测绝缘电阻的读数应乘以1/2，1/4，1/10，1/100。

(2)测试放电开关，当指"测试"位置时，测试电压加到试样上，电源对试样进行充电。当指向"放电"位置时，试样的高压电极与地接通，构成试样上所充电荷的放电回路。测试中要求充分放电，以防止剩余电荷影响测试的准确性。

(3)输入短路开关：当开关打到短路位置时，信号被短路，放大器无被测信号。

(4)倍率电阻Rg ，在Ip 一定 (电流表指示数不变)的情况下，Rx 与Rg 成正比，当Rg 为l ×105,l ×106，l ×107，l ×108,l ×109,l ×1010,l ×1011,l ×1012欧时，Rx 的数值为表头指示数再乘以102，103，104，105，106，107，108，109的倍率值。

(5)满度调节:把倍率旋钮置于"满度"位置时，放大器转入一固定电压值。R f 影响电流放大倍数，故调节R f 的数值，使电流表在此固定电压时指示到满刻度。实际上是调节放大器的放大倍数到规定的数值，以消除零点漂移所产生的影响。

(6)指零调节:由于直流放大不可避免地存在零点漂移，因此要经常进行调零工作。

四、实验步骤

1、使用仪器前检查面版上各开关位置是否在安全位置：

(1)测试电压开关置于"10v"处，

(2)倍率开关置于最低档l ×102,

(3) "放电——测试"开关置于"放电"位置;

(4) 电源开关置于"断"的位置，

(5) 输入短路开关置于"短路"位置，

(6) 极性开关置于"0"位置。

2、接好线(试样Rv——Rs开关，接地线，电源线)。

3、合上电源开关，指示灯发亮，并有蜂鸣声,预热30分钟。

4、将极性开关置于"+"处(一般均置于"+"处，只有在测试负极性微电流时才置于"-"处)，此时可能发现指示仪表的指针离开"∞" (指电阻)及"0" (指电流)处，这时可慢慢调节"∞"及"0"电位器，使指针置于"∞"及"0"处，直至不再变动。

5、将倍率选择开关转至“满度”位置(输入短路开关转向开路)，这时指针将从“∞”位置指于“满度”，则可调节"满度"电位器，使之到"满度"，然后将输入短路开关转向输入短路位置，再把倍率开关拨到l×102处，使指针仍指于"∞"及"0"处，这样反复多次即把仪器灵敏度调好。

6、测试时倍率选择开关的使用方法：开始时把倍率选择开关放在较低档，试验时选择合适与否，即将“放电——测试”开关置于“测试”档，过几秒后将"输入短路"开关置于"开路档"看表头针指针位置是否合适，即在1~10之间，若指针偏向R为∞说明信号太小，可加大倍率，若指针偏向满度即信号太大，可减小倍率。总之要使倍率选择适当，使指针在表头的中部(1~10)为宜。

7、确定测试电压和倍率后，将"放电——测试"开关置于“测试档”，同时开始记时间，充电约15秒后打开"输入短路"开关，调节倍率由于介质有吸收电流现象，要到一分钟时才读数。

8、得读数后把"输入短路"开关拨到"短路"位置，"放电——测试"开关拨到"放电"位置，使试样处于放电状态，一般需经一分钟的放电时间才能取试样。

9、将仪表上的读数（单位为兆欧）乘以倍率开关所指示的倍率及测试电压开关所指的系数(10伏为0.01、100伏为0.1、250伏为0.25、500伏为0.5、1000伏为1)即为被测试样的绝缘电阻值。例如，读数为3.2兆欧，倍率在108，测试电压为500伏则被测电阻值为3.2 ×106×108×0.5=1.6×1014Ω。

10、全部测试完毕，高阻计上一切端钮要恢复到开始位置切断电源；

11、根据试样厚度，电极尺寸，在贴铝箔三电极系统下进行一次本试样的电阻系数(ρv，ρs)的计算。

五、注意事项:

1、电极粘贴要同心，无皱纹与气孔;

2、动试样前一定要把"放电——测试"开关放在"放电"位置，过一会儿再动手。表头不用时一定要使"输入短路"开关放在"短路"位置;

3、每次测试都要在较充分地放电后进行，否则会产生"反充电"现象，使表头指针反方向冲击，同时也造成测试误差，

4、测Rs时,一定要注意高压电极绝不能与测量极相碰，否则会造成短路燃坏仪器，

5、测试时，人体不能触及高压接线柱及其连接物，防止高压触电危险;同时高压也不能碰地，否则引起高压短路;

6、得数应以二位有效数字表示，平均值应取对数平均值;