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電壓擊穿試驗儀,體積電阻率表面電阻率測定儀講述

點擊次數(shù):1832次  更新時間:2013-04-27
體積電阻率表面電阻率測試儀概述

一個電氣系統(tǒng)就好比一個管道系統(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,通常大于幾個兆歐。差的絕緣系統(tǒng)具有較低的絕緣電阻。   絕緣電阻測試儀適于在各種電氣設(shè)備的保養(yǎng)、維修、試驗及檢定中作絕緣測試。 絕緣阻值分度線均勻清晰、便于準(zhǔn)確讀數(shù)。 操作簡捷,攜帶方便。 低耗電,用8×1.5V(AA,R6)電池供電,使用時間長。 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(guī)格,適用面廣。 采用先進數(shù)字處理技術(shù),容量大、抗干擾能力強,能滿足高壓、高阻、大容量負載測試的要求,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(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。電器在長期工作中,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間的高于額定工作電壓的過電壓作用(過電壓值可能會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)過電壓強度達到某一定值時,就會使材料的絕緣擊穿,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(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,時間電路、報警電路組成??刂撇糠之?dāng)收到啟動信號,儀器立即在接通升壓部分電源。當(dāng)收到被測回路電流超過設(shè)定值及發(fā)出聲光報警立即切斷升壓回路電源。當(dāng)收到復(fù)位或者時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,及時間電路的時間值一般為。   (4)以上是傳統(tǒng)的耐電壓試驗儀的結(jié)構(gòu)組成。隨著電子 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(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),而是通過單片計算機控制產(chǎn)生一個50Hz或60Hz的正弦波信號再通過功率放大電路進行放大升壓,輸出電壓值也由單片計算機進行控制,其 它部分原理與傳統(tǒng)耐壓儀差別不大。   2、耐電壓測試儀的選用   選用耐壓儀zui重要的是2個指標(biāo),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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)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高電壓可以到幾萬伏。zui大 報警電流500mA-1000mA等。所以在選擇耐壓儀時一定要注意這2個指標(biāo)。功率選太大就會造成浪費,選的太小耐壓試驗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)觀測到的電壓降小于該電壓值的10%時,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(diào)到1500伏后接上被試品,如果此時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CX容抗,當(dāng)一個交流電壓施加在這CX電容兩端就會引成一個電流。   這個電流的大小與CX電容的容量成正比與施加的電壓值成正比,當(dāng)這個電流大到或超過耐壓儀zui大輸出電流時,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。如電機繞組對外殼的絕緣電阻低,可能是在嵌線時繞組的均線槽絕緣受到損 傷所致。在使用電器時,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(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。它是有一個流比計表頭來完成的,這個表頭中有兩個夾角為60°(左右)的線圈組成,其中一個線圈是并在電壓兩端的,另一線圈是串在測量回路中的。 表頭指針的偏轉(zhuǎn)角度決定于兩個線圈中的電流比,不同的偏轉(zhuǎn)角度代表不同的阻值,測量阻值越小串在測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 一個方法是用線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圈中的磁場是非均勻的,當(dāng)指針在無窮   大處,電流線圈正好在磁通密度zui強的地方,所以盡管 被測電阻很大,流過電流線圈電流很少,此時線圈的偏轉(zhuǎn)角度會較大。當(dāng)被測電阻較小或為0時,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)角度也不會很大。這樣就達到了非線性的矯正。一般兆歐表表頭的阻值顯示需要跨幾個數(shù)量級。但當(dāng)用線性電流表頭直接串入測量回路中就不行了,在 高阻值時的刻度全部擠在一起,無法分辨,為了也要達到非線性矯正就必須在測量回路中加入非線性元件。從而達到在小電阻值時產(chǎn)生分流作用。在高電阻時不產(chǎn)生 分流,從而使阻值顯示達到幾個數(shù)量級。隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)顯表逐步取代指針式儀表。   絕緣電阻數(shù)字化測量技術(shù)也得到了發(fā)展,其中壓比計電路就是其中一個較好測量電路,壓比計電路是由電壓橋路和測量橋路組成。這兩個橋路輸出的信號分別通過A/D轉(zhuǎn)換再通過單片機處理直接轉(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量電壓值,另一個是需要測量的范圍,是否能滿足需要。如測量很頻繁選帶有報警設(shè)定功能
編輯本段絕緣電阻測試儀參數(shù)
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。   請勿在易燃性場所測試,活化可能會引起爆炸。   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(dāng)測量時,不可接觸測試筆導(dǎo)電部位。   當(dāng)測試線短路連接在儀器上時,不要按下TEST鍵。   測量時請勿打開電池蓋。   行絕緣測量時,不可觸摸待測線路。   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(guī)格的測試筆和電源適配器。   電池指示器批示電能耗盡時,不要使用儀器。若長時間不使用儀器,請將電池取出后存放。   不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強電磁場環(huán)境中存放或者使用本儀器。   請使用濕布或者清潔劑來清洗儀器外殼,請勿使用磨擦物或溶劑。   儀器潮濕時,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、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指示電機在數(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,就需要對兆歐表進行定期校準(zhǔn),以確保儀表本身沒有隨時間發(fā)生變化。  兆歐表 通過用一個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(zhǔn)器包括各種可選的電阻器,這點與現(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,這些電氣測試器在進行電阻測量時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(shù)字多用表的電壓一般小于10 V。對于絕緣測試來說,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(zhǔn)器的交流要求很少.許多兆歐表為兩端設(shè)備,它提供一個電壓,并測量由被測設(shè)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端子,稱為保護端(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)這些儀器時的一個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,對于應(yīng)該采用什么樣的電阻值來進行校準(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試儀,可以知道它們需要不同的性能檢查點。例如,某個測試儀需要測試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(zhǔn)器不能用于校準(zhǔn)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、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個范圍的電阻值,覆蓋了10 kΩ到10 GΩ 的范圍,每個范圍均能提供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儀器內(nèi)又存在另一項挑戰(zhàn)。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(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)。與儀器制造商相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是EN 61010- 測量、控制和實驗室用電氣設(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)測試電壓高達5 kV 的兆歐表呢?這類儀器具有更寬的動態(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(zhǔn)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電阻倍增器,能夠有效地將一個已知電阻倍增為1000 倍,如圖2的例子所示[3]。同樣重要的是,由于倍增器是一個分立、隔離、獨立的設(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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