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電線電纜體積|表面電阻率測(cè)定儀（廠家）

體積電阻率表面電阻率測(cè)定儀ZST-121既可測(cè)量高電阻，又可測(cè)微電流。

體積電阻率表面電阻率測(cè)定儀ZST-121采用了美國(guó)In公司的大規(guī)模集成電路,使儀器體積小、重量輕、準(zhǔn)確度高。

以雙3.1/2 位數(shù)字直接顯示電阻的高阻計(jì)和電流。

量限從1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前國(guó)內(nèi)測(cè)量范圍zui寬，準(zhǔn)確度zui高的數(shù)字超高阻測(cè)量?jī)x。

電流測(cè)量范圍為2×10-4 ～1×10-16Ａ。

機(jī)內(nèi)測(cè)試電壓為10/50/100/250/500/1000V任意可調(diào)。

具有精度高、顯示迅速、性好穩(wěn)定、讀數(shù)方便， 適用于防靜電產(chǎn)品如防靜電鞋、防靜電塑料橡膠制品、計(jì)算機(jī)房防靜電活動(dòng)地板等電阻值的檢驗(yàn)以及絕緣材料和電子電器產(chǎn)品的絕緣電阻測(cè)量。

除能測(cè)電阻外，還能直接測(cè)量微弱電流。

電線電纜體積|表面電阻率測(cè)定儀（廠家）——電線／電纜絕緣電阻測(cè)試方法比較

絕緣電阻是反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性的主要指標(biāo)，它 反映了線纜產(chǎn)品承受電擊穿或熱擊穿能力的大小，與絕緣的 介質(zhì)損耗以及絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐步劣化等均存在 著極為密切的關(guān)系。產(chǎn)品的絕緣電阻主要取決于所選用的 絕緣材料，但工藝水平對(duì)絕緣電阻的影響很大，因此測(cè)定絕 緣電阻是監(jiān)督材料質(zhì)量和工藝水平的一種方法。測(cè)定絕緣 電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝的缺陷，同時(shí)也是研究絕緣材料的品質(zhì)和 特性，研究絕緣結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品在各種運(yùn)行條件下的使用性能 等各方面的重要手段，對(duì)于已投入運(yùn)行的產(chǎn)品絕緣電阻是判 斷產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要依據(jù)之一。

在電線／電纜產(chǎn)品中，線問(wèn)的絕緣電阻值只有在一定的 范圍內(nèi)，才能保證電線／電纜正常的工作。由于各電線／電纜 工作的環(huán)境各不相同，絕緣電阻阻值也不盡相同，因而其測(cè) 試方法的選擇也不盡相同，因此對(duì)電線／電纜產(chǎn)品的絕緣電 阻的測(cè)試方法進(jìn)行分析研究為各種適用范圍的絕緣電阻測(cè) 試儀的設(shè)計(jì)有一定的參考意義。

2絕緣電阻測(cè)試的方法

當(dāng)前絕緣電阻測(cè)試的方法主要是“加高壓、測(cè)漏流"。具 體歸納起來(lái)主要有以下幾種：串聯(lián)法測(cè)絕緣電阻、并聯(lián)法測(cè) 絕緣電阻、電壓比法測(cè)絕緣電阻、電橋法測(cè)絕緣電阻、充放電 法測(cè)絕緣電阻。下面加以詳細(xì)介紹。

2．1 串聯(lián)法測(cè)絕緣電阻 串聯(lián)法測(cè)絕緣電阻，顧名思義，是將絕緣電阻和測(cè)量電 阻串聯(lián)的方法來(lái)對(duì)測(cè)量電阻進(jìn)行電壓測(cè)試以計(jì)算出絕緣電 阻阻值的方法。如下圖l所示

圖中U₀為測(cè)試電源電壓，R_S為電源內(nèi)阻，R_X為絕緣電阻，R₁為限流電阻，R₂為測(cè)量電阻，U_i為待測(cè)電壓，R_L和C_L組成低 通濾波輸出。由于R₁,U₀,R₂已知，所以只要求得R_X和U_i即可計(jì)算出所要測(cè)的絕緣電阻值。U_i可以通過(guò)電壓測(cè)量得 到，而R_S可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得方法確定。

2．2并聯(lián)法測(cè)絕緣電阻

并聯(lián)法測(cè)絕緣電阻原理,如圖2所示：

圖中U₀為測(cè)試電源電壓，R_S為電源內(nèi)阻，R_X為絕緣電 阻，R₁為限流電阻，R₂為測(cè)量電阻，U_i為待測(cè)電壓，R_L和C_L組成低通濾波輸出。其絕緣電阻值求取公式推導(dǎo)為：

其中R₁和R₂為已知標(biāo)準(zhǔn)電阻，故只須測(cè)得U_i和R_S就可以 求得R_X。

2.3 電壓比較法測(cè)絕緣電阻

電壓比較法原理,如圖3所示：

圖中符號(hào)含義如下：U₀：測(cè)試電源電壓；U_REF．已知的參考電 壓；U_i：待測(cè)電壓；R_x：待測(cè)的絕緣電阻；R₁：高阻值的標(biāo)準(zhǔn)電 阻；R₂：可調(diào)精密電阻；R₃：已知的阻值較低的標(biāo)準(zhǔn)電阻。

由圖3可以得到關(guān)系式：

由于R_A、R_B、R_N的值已知，可知，R_x只和V_REF/V／V_IN有 關(guān)，只要求出V_REF/V／V_IN即可求出吃。

2．4電橋法測(cè)絕緣電阻

2．4．1全橋法測(cè)絕緣電阻

全橋法測(cè)絕緣電阻原理如圖4所示，全橋法在原理和 形態(tài)上都和比較法十分雷同，它們不同的地方就是R_D的使 用，R_D是一個(gè)數(shù)控電位計(jì)。在比較法中，如果絕緣電阻阻值 過(guò)大或過(guò)小，則‰就會(huì)偏大或偏小，超出A／D的測(cè)量茸程 或超出A／D的分辨率。這種情況下可以采用在A／D輸入通 道之前接入程控放大器，fH這種做法對(duì)放大器的要求十分嚴(yán) 格，因?yàn)槿绻糯笃鞯男阅懿缓?，不但不能提高測(cè)量精度，反 而會(huì)降低測(cè)量精度?！篺lj在電橋法中采用數(shù)控電阻后，可以通 過(guò)調(diào)整數(shù)控電阻的阻值使總是在A／D的合適測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn) 行測(cè)量，原理如下：

其中n為數(shù)控電阻的第n個(gè)抽頭，r1為其數(shù)控電阻每一 級(jí)電阻的阻值。在編程過(guò)程中只要測(cè)量出U_R、U_D以及推出 n的大小，其他值已知，就可以計(jì)算出絕緣電阻的大小。

2．4．2半橋法測(cè)絕緣電阻

由于變電站的輸出母線是懸浮的，因此允許有一側(cè)接地 或者是絕緣電阻同時(shí)降低，我們同時(shí)需要知道正、負(fù)線線對(duì) 地的絕緣電阻。在經(jīng)典的電橋法當(dāng)中，當(dāng)正、負(fù)線對(duì)地的絕 緣電阻同時(shí)下降時(shí)，電橋仍然保持平衡，不能得出各自的絕 緣電阻值，對(duì)此，文獻(xiàn)[5]給出了一種比較簡(jiǎn)單的電橋法，即 半橋法測(cè)絕緣電阻。其原理如圖5所示：

圖中，XJJ為一繼電器，其中5點(diǎn)和2點(diǎn)為線包接線點(diǎn)， 1，6點(diǎn)相通為接入點(diǎn)，3點(diǎn)為常開(kāi)點(diǎn)，4點(diǎn)為常閉點(diǎn)。V_IN是控 制母線的工作電壓，R_X1、R_X2分別是正、負(fù)母線對(duì)地的絕緣電阻。設(shè)繼電器在常開(kāi)點(diǎn)時(shí)采樣的到電壓U_AD的值為U_AD1。，，繼電器動(dòng)作后在常閉點(diǎn)時(shí)采樣到的電壓U_AD的值為U_AD2，根據(jù)圖5中的電路叮列出電路方程如下：

已知采樣電阻R₀、R₁，控制母線工作電路V_IN也可求出，這樣 只要通過(guò)采樣芯片內(nèi)部的12位AD轉(zhuǎn)換并計(jì)算出U_AD1、U_AD2的大小就町以直接按照公式求出絕緣電阻R_X1、R_X2正的值。

2．5電容充放電法測(cè)絕緣電阻

電容充放電法原理如圖6所示。

圖中R_S為測(cè)試電源內(nèi)阻，R_X為絕緣電阻，C為充電電 容，Q為沖擊檢流計(jì)。將絕緣電阻R_X和一電解電容器c串 聯(lián)，由于電源內(nèi)阻和絕緣電阻并聯(lián)，電源內(nèi)阻遠(yuǎn)小于絕緣電 阻，故可忽略不計(jì)。先用電壓為U₀的直流電源經(jīng)過(guò)絕緣電阻對(duì)電容器充電，經(jīng)過(guò)適當(dāng)時(shí)間t₁后，將電容器上所充電量 經(jīng)沖擊榆流計(jì)放電。根據(jù)已知的充電時(shí)間，電源電壓和所測(cè)得的電量即可算出絕緣電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)合向1時(shí)，直流電壓U₀開(kāi)始向未充過(guò)電的電容c充電，對(duì)于此充電回路，設(shè)任一時(shí) 刻電容器c上的電量為Q，電壓為U_C，則有：

所以任一時(shí)刻t電容器兩端的U_C=CU(1-e^(-t/RXC))，經(jīng)過(guò) t₁秒后，電容器上所儲(chǔ)電量等于Q，當(dāng)絕緣電阻很大，C為定值，在不太長(zhǎng)的充電時(shí)間t₁內(nèi)，Uc<＜U，充電電流幾乎不， 變，近似值為i=U/R_x，則電容器所儲(chǔ)電量為Q與t₁成正比，即 Q=U/ R_x t₁。所以，被測(cè)電阻R_x=U/Q t₁。Q值可用沖擊檢流計(jì)測(cè)量，其方法是：將開(kāi)關(guān)J_k倒向2，讀出沖擊檢流計(jì)的第一次最大偏轉(zhuǎn)α_m。，則電容器所儲(chǔ)的電量為Q=C_qα_m。式中C_q一沖擊 檢流計(jì)的電量沖擊常數(shù)。將該式代入R_x的表達(dá)式中，則可求出待測(cè)電阻：

3 絕緣電阻測(cè)試方法的比較及適用范圍分析

串聯(lián)法的特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單,可靠實(shí)用。U_i隨著R_x的增大而減小，當(dāng)R_x非常大時(shí)，U_i會(huì)變得非常小，當(dāng)電壓小到一定程度時(shí)，電壓測(cè)最將變得比較困難，如果為了保證U_i的值 為可測(cè)，則R_x會(huì)變得非常小，對(duì)精密電阻的要求就過(guò)高而不能滿足，所以這種種方法只能測(cè)得一定上限值的絕緣電阻,具體數(shù)值則由以上參數(shù)共同決定。

并聯(lián)法不適合測(cè)量值較小的絕緣電阻值。由關(guān)系式(2) 可以看出，測(cè)試中R_S的計(jì)算值與R_X有很大關(guān)系，所以R_S的求取對(duì)測(cè)試精度十分蕈要，如果R_S為一定值，則用實(shí)驗(yàn)的方 法加以修正就町以得到正確的關(guān)系式，但如果R_S為一變量 則需要求得它和R_X的關(guān)系才能得到正確的關(guān)系式。另外從 電路圖町以看出，當(dāng)R_X越小時(shí)，U_i越小，到超過(guò)測(cè)量的合適 范圍時(shí)所測(cè)絕緣電阻值就會(huì)有較大誤差，所以此法不適合測(cè) 比較小的絕緣電阻。

電壓比較法的優(yōu)點(diǎn)是可以不用求得R_S，只須求得V_REF和V_IN。即可。但V_REF和V_IN。的值仍受R_S影響，如果R_S較小， 其影響可以忽略不計(jì)。V_REF為一個(gè)設(shè)定值，所以每次測(cè)量時(shí)只需測(cè)量V_IN即可。但Rs對(duì)系統(tǒng)的影響比較大超過(guò)誤差允許范圍時(shí)，就需要每次對(duì)V_REF和V_IN都進(jìn)行測(cè)量，這樣電壓測(cè)量工作量增加了一倍。

電橋法中，主要的誤差來(lái)源為A／D轉(zhuǎn)換器帶來(lái)的誤差。 當(dāng)絕緣電阻值過(guò)大或過(guò)小時(shí)，則V_IN就會(huì)偏大或偏小，選用一 般的A／D轉(zhuǎn)換器，V_IN就可能超出A／D的測(cè)量量程或超出A／D的分辨率，導(dǎo)致較大的誤差。選擇好的A／D轉(zhuǎn)換器，則會(huì) 導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)成本的上升。在一些對(duì)精度要求比較高的測(cè) 量場(chǎng)所，同時(shí)對(duì)成本的考慮相對(duì)少的時(shí)候，可以選用高精度 的A／D轉(zhuǎn)換器，采用電橋法進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，可以達(dá)到較 高的精度。

半橋法測(cè)絕緣電阻原理復(fù)雜，但容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且 可以同時(shí)對(duì)架窄電線正、負(fù)母線的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試，同時(shí) 還可以解決正、負(fù)母線絕緣電阻同時(shí)降低給測(cè)試帶來(lái)的問(wèn) 題，可以廣泛的應(yīng)用于架空電線的絕緣電阻測(cè)試當(dāng)中。

充放電法的優(yōu)點(diǎn)是電源內(nèi)阻對(duì)測(cè)試影響十分微弱，可以忽略不計(jì)。由式(6)可以看出，當(dāng)R_S較大時(shí)，只要提高測(cè)試 電壓u即可，因而充放電法可以測(cè)量較大電阻值的絕緣電阻 值。其缺點(diǎn)是抗干擾性比較差，需要采取隔離和屏蔽措施才 能進(jìn)行測(cè)鼉，而且若測(cè)試點(diǎn)存在電容或存在較大的分布電容 時(shí)會(huì)導(dǎo)致較大的誤差。

由以上分析可以得出各種測(cè)試方法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)如 表1所示。