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绝缘电阻测试仪测试原理使用方法及注意事项分析
时间：2019-10-12
仪器的测试原理是什么,该如何使用,在使用过程中需要有哪些注意事项等等,会遇到这各问题,那么下面讲针对这些问题,进行一一解答和分析,如果需要更多参数和技术说明,推荐一个不错的厂家平台:绝缘电阻测试仪
四、测试原理
绝缘电阻测试仪，通常被称为兆欧表或高阻计(Meggers®)，广泛用于测量发电机、马达、电源变压器、配线、电器和其它电气装置(如控制、信号、通信和电源的电缆)的绝缘电阻。它们往往被用于例行维护程序中来指示电机在数月或数年内绝缘电阻的变化。绝缘电阻发生大的变化，就可能预示着潜在的故障。所以，就需要对兆欧表进行定期校准，以确保仪表本身没有随时间发生变化。
绝缘电阻测试仪通过用一个电压激励被测装置或网络，然后测量激励所产生的电流，利用欧姆定律测量出电阻。优良的兆欧表校准器包括各种可选的电阻器，这点与现代校准器利用合成电阻功能提供的电阻器差别不大。兆欧表校准器与直流/低频校准器的不同之处在于所需的电阻器范围，以及耐受的电压能力不同。例如，与数字多用表(DMM)上配备的欧姆表功能相比，这些电气测试器在进行电阻测量时施加的电压要高得多。兆欧表采用的电压范围通常从50 V 到高达5 kV；而典型数字多用表的电压一般小于10k V。对于绝缘测试来说，需要测量的电阻值范围很大，其上限可达到10 TΩ，所需的电压更高。
五、使用说明
一、准备工作
注意：当第一次使用仪表时，需充电6小时。否则仪表不能正常工作。充电方法详见“电池充电”的相关内容。
1、试验前应拆除被试设备电源及一切对外连线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电2min以免触电和影响测量结果。
2、 用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面漏电电流影响测试结果。
3、 将带高压测试线红色插头端插入（3）LINE端，绿色插头端插入(2)GUARD端,另一端探针或夹子接于被试设备的高压导体上。将测试线副线（绿色）插入（2）GUARD端(右手边)，另一端接于被试设备的高压护环上，以消除表面泄漏电流的影响（详见“屏蔽端的使用方法”相关内容。将另外一根黑色副线测试线插入地端（EARTH）（1）端，另一头接于被试设备的外壳或地上，如图2所示。
注意：在接线时严禁将LINE与GUARD长时间短路，以免发生过载现象！
二、开始测试
1、转动波段开关（9）选择需要的测试电压，这时如果电源正常则电源指示灯（6）应发绿光，如欠压则发红光。
2、仪器开始自检并初始化。
3、按下或锁定测试键（7），测试编号自动累加开始测试。这时高压状态指示灯（6）和液晶屏上高压警示符号点亮并且仪表内置蜂鸣器发出警示音，代表LINE端（3）有高压输出。时间标志符号（10）开始闪动。
警告：测试过程中，严禁触模探棒前端裸露部分以免发生触电危险！
注意：按下测试键（7）前，显示屏有可能显示上一次存储的测试结果。
4、 这时液晶屏进入测试状态显示模式。
5、仪表每隔一定时间发出提示音（缺省值->Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3:10分钟）。
6、根据所需要的测试结果（连续测试、吸收比测试、极化指数测试），松开测试键（7）。这时仪表停止高压输出，并自动计算、显示测试结果（各个时间状态的电阻值、吸收比、极化指数）。按动上键或下键（5）可循环显示本次测试结果（当前阻值、15秒（Time1）阻值、1分钟（Time2）阻值、10分钟(Time3)阻值、吸收比、极化指数）。
注意：吸收比测试时间应大于1分钟，极化指数的测试应大于10分钟。每次测量的时间最长为10分钟，10分钟以后仪表会自动关闭高压，并自动计算、显示测试结果。
警告：试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电（仪表也有内置自动放电功能，不过时间较长）才能保证人身安全和下次测量的准确性！
7、需连续进行第二次测量时，再次按下或锁定测试键（7），按4-6步骤执行。（仪表可连续进行19次测量，超过19次从第1次开始并覆盖第1次的结果。每次测量结果都自动保存，以便日后调阅。）。
三、查询测试结果
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、按动存储键（5）来增加测试结果的编号（1－19编号循环显示）。
注意：如果测试编号（9）为0，则内存没有测试数据，不可查询。
3、选择好编号后，按动上下键（5）可查询该编号测试结果（当前阻值、15秒（Time1）阻值、1分钟（Time2）秒阻值、10分钟（Time3）阻值、吸收比、极化指数）。
四、删除测试结果
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、长按存储键（5）3秒钟以上，此时测试编号（9）变为0，所有测试数据清空。
五、测试时间设置
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、不在测试状态时按一下时间设置键进入时间设置。
3、如果需要改变时间（Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3：10分钟），则可按动上或下键来改变数值。
4、多次按下时间设置键可在Time1、Time2、Time3分钟或秒循环切换，相应所需要改变的数字在闪动。
5、修改完毕，按下存储键可以保存所设定的时间，保存完毕返回查询界面。
注意：所设定的时间必须满足Time1=10秒钟，如果设定的数值不能满足以上要求则按下存储键后回返回缺省值。（缺省值为Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3：10分钟）。
六、屏蔽端（GUARD）的使用方法
在电力电缆等的绝缘测量或外界电磁场干扰时，为了消除表面漏电和外界电磁场的干扰而影响测量结果的准确度，在实际测量过程中，采用仪表的屏蔽端来消除漏电电流、屏蔽干扰。
对于两节及以上的被试品，例如避雷器、耦合电容可采用图6所示的接线进行测量。图中将屏蔽端接到被测避雷器上一节法兰上，这样，由上方高压线路等所引起的干扰电流由屏蔽端子屏蔽掉，而不经过测试主回路，从而避免了干扰电流的影响。对最上节避雷器，可将其上法兰接仪表地端（EARTH）后再接地，使干扰电流直接入地。但后者不能将干扰完全消除掉。
七、电池充电
注意：当开机时，仪表电源状态灯红灯闪亮，表示电池电量快要耗尽，应立即充电。
1、仪表可采用交直流两种方式供电，但在现场电源干扰较大或不稳定时，推荐使用仪表的内部电源供电。
2、首次使用仪表时，需充电6小时。否则仪表不能正常工作。
3、 充电电路采用专用智能充电管理模块，可自动停止充电并监视电池电量，在测试过程中如发现电源状态指示灯红灯闪亮表示电池电量快要用尽，需充电，但这时不影响仪表的正常使用。
注意：在充电之前，请确认交流输入电压范围应为220VAC±15%，以免接错电源造成不必要的损失。
4、将电源适配器的一端插入仪表电源插孔中（8），另一端接交流电源，充电指示灯红灯亮，充电开始。
5、电池充满后，充电指示灯绿灯亮，快速充电完成，这时可适当延长充电时间。
注意：仪表不使用时，应确保波段开关（9）处于关闭状态(OFF)，长期不使用时需将电池充满并从电池仓中拿出,以延长电池使用寿命。
注意：当仪表无法开启电源时，需充电或更换电池或使用交流电源。
六、注意事项：
1、测定电极必须放置在高绝缘的垫板上。
2、测定电极在测试前后，均应做好清洗工作，特别是三只电极的支撑件不得受到试样的污染。
几乎所有的绝缘测试仪都采用直流电压作为激励，所以兆欧表校准器的交流要求很少。许多兆欧表为两端设备，它提供一个电压，并测量由被测设备所决定的电流。量程达到1 TΩ 以及更高的兆欧表通常具有第三个端子，称为保护端(Guard)，对于消除泄漏通路以及被测未知电阻Rx 的并联元件非常有用。保护端的目的是消除可能会产生的泄漏电流来选择性地将输出寄生电阻性元件的影响减小为零。
校准这些仪器时的一个主要问题是找到合适的电阻器，当然是首先要足够精确；还需要电阻值足够大，使其能够承受高直流电压。此外，对于应该采用什么样的电阻值来进行校准，兆欧表制造商并没有统一的标准，所以就需要各种各样的电阻值。通过了解各种不同的绝缘测试仪，可以知道它们需要不同的性能检查点。例如，某个测试仪需要测试50 kΩ，而另一款测试仪则需要测试60 kΩ，再一款又需要测试100 kΩ，等等。
“通用”的多功能电气/电子校准器不能用于校准绝缘电阻测试仪，因为它们的电阻器通常仅仅能够处理有限的电压，常常最高不过20 V。绝缘电阻校准器所面临的挑战是将这些特殊需要集成到一款经济、紧凑和便携的解决方案中。
合成电阻的方法由于受到设计成本和尺寸规格的限制被排除在外。采用的是分立式高压电阻器矩阵的方法，组成一个阵列，能够提供500,000 多种电阻值输出。在这种校准器中，有8个范围的电阻值，覆盖了10 kΩ到10 GΩ 的范围，每个范围均能提供4.5 位的稳定输出。
收集合适的高压电阻器并将其集成到一个仪器内又存在另一项挑战。这就是与欧盟CE认证的一项强制性要求《低电压指令》(Low Voltage Directive)相关的安全性标准挑战。与仪器制造商相关的标准是EN 61010－ 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求(Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use)[2]。
低电压指令要求将校准器电压限制为1,000 Vrms。那么如何校准测试电压高达5 kV 的兆欧表呢？这类仪器具有更宽的动态范围，可测量高到10 TΩ 的电阻，并且提供了如上所述的保护端子，使其能够准确测量非常高的电阻值。幸运的是，这样的保护配置可以使其本身形成一个电阻倍增器，能够有效地将一个已知电阻倍增为1000 倍，如图2的例子所示[3]。同样重要的是，由于倍增器是一个分立、隔离、独立的设备，可以满足倍增器所需的高电压，它已经不是《低电压指令》所管辖的范围。
四、测试原理
绝缘电阻测试仪，通常被称为兆欧表或高阻计(Meggers®)，广泛用于测量发电机、马达、电源变压器、配线、电器和其它电气装置(如控制、信号、通信和电源的电缆)的绝缘电阻。它们往往被用于例行维护程序中来指示电机在数月或数年内绝缘电阻的变化。绝缘电阻发生大的变化，就可能预示着潜在的故障。所以，就需要对兆欧表进行定期校准，以确保仪表本身没有随时间发生变化。
绝缘电阻测试仪通过用一个电压激励被测装置或网络，然后测量激励所产生的电流，利用欧姆定律测量出电阻。优良的兆欧表校准器包括各种可选的电阻器，这点与现代校准器利用合成电阻功能提供的电阻器差别不大。兆欧表校准器与直流/低频校准器的不同之处在于所需的电阻器范围，以及耐受的电压能力不同。例如，与数字多用表(DMM)上配备的欧姆表功能相比，这些电气测试器在进行电阻测量时施加的电压要高得多。兆欧表采用的电压范围通常从50 V 到高达5 kV；而典型数字多用表的电压一般小于10k V。对于绝缘测试来说，需要测量的电阻值范围很大，其上限可达到10 TΩ，所需的电压更高。
五、使用说明
一、准备工作
注意：当第一次使用仪表时，需充电6小时。否则仪表不能正常工作。充电方法详见“电池充电”的相关内容。
1、试验前应拆除被试设备电源及一切对外连线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电2min以免触电和影响测量结果。
2、 用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面漏电电流影响测试结果。
3、 将带高压测试线红色插头端插入（3）LINE端，绿色插头端插入(2)GUARD端,另一端探针或夹子接于被试设备的高压导体上。将测试线副线（绿色）插入（2）GUARD端(右手边)，另一端接于被试设备的高压护环上，以消除表面泄漏电流的影响（详见“屏蔽端的使用方法”相关内容。将另外一根黑色副线测试线插入地端（EARTH）（1）端，另一头接于被试设备的外壳或地上，如图2所示。
注意：在接线时严禁将LINE与GUARD长时间短路，以免发生过载现象！
二、开始测试
1、转动波段开关（9）选择需要的测试电压，这时如果电源正常则电源指示灯（6）应发绿光，如欠压则发红光。
2、仪器开始自检并初始化。
3、按下或锁定测试键（7），测试编号自动累加开始测试。这时高压状态指示灯（6）和液晶屏上高压警示符号点亮并且仪表内置蜂鸣器发出警示音，代表LINE端（3）有高压输出。时间标志符号（10）开始闪动。
警告：测试过程中，严禁触模探棒前端裸露部分以免发生触电危险！
注意：按下测试键（7）前，显示屏有可能显示上一次存储的测试结果。
4、 这时液晶屏进入测试状态显示模式。
5、仪表每隔一定时间发出提示音（缺省值->Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3:10分钟）。
6、根据所需要的测试结果（连续测试、吸收比测试、极化指数测试），松开测试键（7）。这时仪表停止高压输出，并自动计算、显示测试结果（各个时间状态的电阻值、吸收比、极化指数）。按动上键或下键（5）可循环显示本次测试结果（当前阻值、15秒（Time1）阻值、1分钟（Time2）阻值、10分钟(Time3)阻值、吸收比、极化指数）。
注意：吸收比测试时间应大于1分钟，极化指数的测试应大于10分钟。每次测量的时间最长为10分钟，10分钟以后仪表会自动关闭高压，并自动计算、显示测试结果。
警告：试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电（仪表也有内置自动放电功能，不过时间较长）才能保证人身安全和下次测量的准确性！
7、需连续进行第二次测量时，再次按下或锁定测试键（7），按4-6步骤执行。（仪表可连续进行19次测量，超过19次从第1次开始并覆盖第1次的结果。每次测量结果都自动保存，以便日后调阅。）。
三、查询测试结果
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、按动存储键（5）来增加测试结果的编号（1－19编号循环显示）。
注意：如果测试编号（9）为0，则内存没有测试数据，不可查询。
3、选择好编号后，按动上下键（5）可查询该编号测试结果（当前阻值、15秒（Time1）阻值、1分钟（Time2）秒阻值、10分钟（Time3）阻值、吸收比、极化指数）。
四、删除测试结果
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、长按存储键（5）3秒钟以上，此时测试编号（9）变为0，所有测试数据清空。
五、测试时间设置
1、转动波段开关在任意一电压档，此时电源接通。
2、不在测试状态时按一下时间设置键进入时间设置。
3、如果需要改变时间（Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3：10分钟），则可按动上或下键来改变数值。
4、多次按下时间设置键可在Time1、Time2、Time3分钟或秒循环切换，相应所需要改变的数字在闪动。
5、修改完毕，按下存储键可以保存所设定的时间，保存完毕返回查询界面。
注意：所设定的时间必须满足Time1=10秒钟，如果设定的数值不能满足以上要求则按下存储键后回返回缺省值。（缺省值为Time1:15秒、Time2:1分钟、Time3：10分钟）。
六、屏蔽端（GUARD）的使用方法
在电力电缆等的绝缘测量或外界电磁场干扰时，为了消除表面漏电和外界电磁场的干扰而影响测量结果的准确度，在实际测量过程中，采用仪表的屏蔽端来消除漏电电流、屏蔽干扰。
对于两节及以上的被试品，例如避雷器、耦合电容可采用图6所示的接线进行测量。图中将屏蔽端接到被测避雷器上一节法兰上，这样，由上方高压线路等所引起的干扰电流由屏蔽端子屏蔽掉，而不经过测试主回路，从而避免了干扰电流的影响。对最上节避雷器，可将其上法兰接仪表地端（EARTH）后再接地，使干扰电流直接入地。但后者不能将干扰完全消除掉。
七、电池充电
注意：当开机时，仪表电源状态灯红灯闪亮，表示电池电量快要耗尽，应立即充电。
1、仪表可采用交直流两种方式供电，但在现场电源干扰较大或不稳定时，推荐使用仪表的内部电源供电。
2、首次使用仪表时，需充电6小时。否则仪表不能正常工作。
3、 充电电路采用专用智能充电管理模块，可自动停止充电并监视电池电量，在测试过程中如发现电源状态指示灯红灯闪亮表示电池电量快要用尽，需充电，但这时不影响仪表的正常使用。
注意：在充电之前，请确认交流输入电压范围应为220VAC±15%，以免接错电源造成不必要的损失。
4、将电源适配器的一端插入仪表电源插孔中（8），另一端接交流电源，充电指示灯红灯亮，充电开始。
5、电池充满后，充电指示灯绿灯亮，快速充电完成，这时可适当延长充电时间。
注意：仪表不使用时，应确保波段开关（9）处于关闭状态(OFF)，长期不使用时需将电池充满并从电池仓中拿出,以延长电池使用寿命。
注意：当仪表无法开启电源时，需充电或更换电池或使用交流电源。
六、注意事项：
1、测定电极必须放置在高绝缘的垫板上。
2、测定电极在测试前后，均应做好清洗工作，特别是三只电极的支撑件不得受到试样的污染。
几乎所有的绝缘测试仪都采用直流电压作为激励，所以兆欧表校准器的交流要求很少。许多兆欧表为两端设备，它提供一个电压，并测量由被测设备所决定的电流。量程达到1 TΩ 以及更高的兆欧表通常具有第三个端子，称为保护端(Guard)，对于消除泄漏通路以及被测未知电阻Rx 的并联元件非常有用。保护端的目的是消除可能会产生的泄漏电流来选择性地将输出寄生电阻性元件的影响减小为零。
校准这些仪器时的一个主要问题是找到合适的电阻器，当然是首先要足够精确；还需要电阻值足够大，使其能够承受高直流电压。此外，对于应该采用什么样的电阻值来进行校准，兆欧表制造商并没有统一的标准，所以就需要各种各样的电阻值。通过了解各种不同的绝缘测试仪，可以知道它们需要不同的性能检查点。例如，某个测试仪需要测试50 kΩ，而另一款测试仪则需要测试60 kΩ，再一款又需要测试100 kΩ，等等。
“通用”的多功能电气/电子校准器不能用于校准绝缘电阻测试仪，因为它们的电阻器通常仅仅能够处理有限的电压，常常最高不过20 V。绝缘电阻校准器所面临的挑战是将这些特殊需要集成到一款经济、紧凑和便携的解决方案中。
合成电阻的方法由于受到设计成本和尺寸规格的限制被排除在外。采用的是分立式高压电阻器矩阵的方法，组成一个阵列，能够提供500,000 多种电阻值输出。在这种校准器中，有8个范围的电阻值，覆盖了10 kΩ到10 GΩ 的范围，每个范围均能提供4.5 位的稳定输出。
收集合适的高压电阻器并将其集成到一个仪器内又存在另一项挑战。这就是与欧盟CE认证的一项强制性要求《低电压指令》(Low Voltage Directive)相关的安全性标准挑战。与仪器制造商相关的标准是EN 61010－ 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求(Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use)[2]。
低电压指令要求将校准器电压限制为1,000 Vrms。那么如何校准测试电压高达5 kV 的兆欧表呢？这类仪器具有更宽的动态范围，可测量高到10 TΩ 的电阻，并且提供了如上所述的保护端子，使其能够准确测量非常高的电阻值。幸运的是，这样的保护配置可以使其本身形成一个电阻倍增器，能够有效地将一个已知电阻倍增为1000 倍，如图2的例子所示[3]。同样重要的是，由于倍增器是一个分立、隔离、独立的设备，可以满足倍增器所需的高电压，它已经不是《低电压指令》所管辖的范围。
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