电之所以能为人所用,很大程度是因为绝缘,即利用不导电的物质将带电物体隔离或包裹起来,防止触电事故的发生,外面的隔离物就叫绝缘体。理想绝缘体是不导电的,即电阻为无穷大,而实际上绝缘体总有一定的导电能力,加上高电压时,会有少许的漏电流通过。绝缘体阻止电流通过的能力就叫绝缘电阻。
那么,日常生活中的绝缘电阻如何测量?一般使用的测量工具及其原理是什么,作用有哪些,它们是如何赋能专业人士以及相关领域的?
什么是绝缘电阻?
绝缘电阻是指两个绝缘介质间的电阻,当另一端安装有电压源时,绝缘介质内电荷不能流动,因而受电压源作用,在另一端产生电势差,形成电阻抵消电压势差而不致使电荷漏出。一般情况下,绝缘电阴越大,电气设备的安全性就越好,缺陷率也越低
为什么测量绝缘电阻?
绝缘电阻值的大小常能灵敏地反应绝缘情况,能有效地发现设备局部或整体受潮和脏污,以及绝缘击穿和严重过热老化等缺陷。
电力设备中绝缘材料(电介质)是不导电的,但并不是绝对不导电。在直流电压作用下,电介质中有微弱的电流流过。电介质材料的性质、构成和结构不同,其这部分电流可视为由三部分构成:
①电容电流: 绝缘材料加上直流电压,加压瞬间相当于给电容充电。
②吸收电流: 不均匀介质中有缓慢极化和夹层极化产生。
③泄漏电流: 电介质中有较少束缚很弱的或自由离子,在直流电压作用下,正负离子分别向两极移动而形成的 电流。这部分电流由介质的电导引起的,是一个恒定的电流。
在使用绝缘测试仪时,由于受介质吸收电流的影响,测试读数随时间逐步增大,通常读取施加电压后60S的数值或稳定值。作为工程上的绝缘电阻值。
吸收比和极化指数
对于大容量和吸收过程较长的变压器、发电机或电缆等,有时R60S/R15S吸收比值尚不足以反映吸收的全过程,可采用较长时间的绝缘电阻比值,即加压10MIN(R10MIN)时的绝缘电阻值与加压1MIN(R1MIN)时的绝缘电阻值之比,称作绝缘的极化指数。
①吸收比DAR
在同一次试验中,1MIN时与15S时的绝缘电阻值之比。
②极化指数PI
在同一次试验中,10MIN时与1MIN时的绝缘电阻值之比。
现在的很多仪器,如CEM华盛昌DT-6605就具备极化指数和吸收比测试功能。
绝缘阻值判断
为了保证电气设备运行的安全,绝缘电阻应等于或大于一个最低值:
*各种电器具体规定不一样最低限值:低压设备0.5MΩ3-10KV为300MQ、20-35KV为400MQ、63-220KV为800MQ、500KV为3000MΩ。
*将所测得数值与出厂、交接、历年的数值进行比较,与前一次测试结果相比应无显著变化,一般不低于上次值的70%
*35KV及以上变压器应测量吸收比(吸收比计算:60秒所测绝缘电阳与15秒所测绝缘电限的比值),一般不低于1.3.
绝缘电阻分类
按应用场合
在工业用电设备中,按应用场合分为端部绝缘电阻、护套绝缘电阻和抽头器绝缘电阻等。
按绝缘材料
根据电气设备中绝缘材料的不同,绝缘电阴可分为空气绝缘电阻、油浸式绝缘电阻、胶料绝缘电阻和橡胶绝缘电阻等几种。
按产品尺寸
按产品尺寸可分为螺钉绝缘电阻、插入式绝缘电阻、弹簧绝缘电阻等。
绝缘电阻标准
*空气绝缘电阻标准
相对于大气电位,空气绝缘电阻值要高于1TΩ/V。
*油浸绝缘电阻标准
水质油浸式绝缘电器抗绝缘电阻应符合IEC60721-3-7-06(IEC60120)中规定的要求。
*橡胶绝缘电阻标准
根据力学变形性能的要求,橡胶绝缘电阻值大于5TΩ/V。
*螺钉绝缘电阻标准
满足IEC60721-3-7-2006(IEC60120)方面的规定,螺钉绝缘电值应符合避雷针对接头、螺栓与连接件绝缘电阻的要求,要求大于0.5TQ/V
*插入式绝缘电阻标准
满足IEC446-3中规定的要求,要求插入式绝缘电阻值大于27Ω/N。
*弹簧绝缘电阻标准
根据力学变形性能的要求,要求弹簧绝缘电阻的抗绝缘电阻大于2TΩ/V。
绝缘电阻影响因素
*环境温湿度
一般材料的绝缘电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言表面电阻(率)对环境湿度比较敏感,而体电阻(率)则对温度较为敏感。测量绝缘电阻时,必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。
*测试时间
用一定的直流电压对被测材料加压时,被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的,而是有一衰减过程。被测电阻值越高,达到平衡的时间则越长。测量时为了正确读取被测电阻值,应在稳定后读取数值。
*电缆自身因素
当电缆受热和受潮时,绝缘材料便老化,其绝缘电阻便降低。
绝缘电阻测试仪
绝缘电阻测试,就是测量导体与绝缘层间的阻值,所采用的测量仪器称为绝缘电阻测试仪。
绝缘电阻测试仪,通常又叫做兆欧表或者高温计,广泛用于测量发电机、马达、配线、电器和其他的电气装置的绝缘电阻,它们往往被用于维护程序中来指示电机在数年内绝缘电阻的变化绝缘电阴发生大的变化,就可能预示着潜在的故障危险。所以,需要对绝缘电阻测试仪进行定期的校准,以确保测试仪本身没有随着时间发生大的变化。
测试仪工作原理
绝缘电阻测试仪基于欧姆定律。绝缘电阻值可以通过加载一个已知的直流电压(低于耐压试验的试验电压),然后测量流过绝缘材料的电流来计算。
理论上绝缘电阻的值很大,但不是无穷大,所以通过小电流的绝缘材料进行测量,绝缘电阻测试仪可以计算并显示出绝缘电阻的值,电阻值代表了绝缘材料的好坏。两个导体之间的电气绝缘,并指示绝缘材料中存在泄漏电流的风险。
测试仪分类
*指针式绝缘电阻测试仪(高压兆欧表)目前最常用的绝缘电阻测试仪,实际上指针式的又分两种:
①电动式绝缘电阻测试仪:安装电池的,通常用的居多是这种它可以分单档、两档、三档等。
②手摇式绝缘电阻测试仪,最古老的,需要手不停的搅动摇杆来带动仪器,只有单档的。
*数字式绝缘电阻测试仪(高压兆欧表)
目前的数字显示智能型的,也是价格偏贵的绝缘电阻测试仪器。
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