兆歐表測(cè)量容性負(fù)載絕緣電阻帶來(lái)的誤差分析

1.在測(cè)容性負(fù)載阻值時(shí)，兆歐表輸出短路電流大小與測(cè)量數(shù)據(jù)有什么關(guān)系，為什么? 兆歐表輸出短路電流的大小可反映出該兆歐表內(nèi)部輸出高壓源內(nèi)阻的大小。當(dāng)被測(cè)試品存在電容量時(shí)，在測(cè)試過(guò)程的開始階段，兆歐表內(nèi)的高壓源要通過(guò)其內(nèi)阻向該電容充電，并逐步將電壓充到兆歐表的輸出額定高壓值。顯然，如果試品的電容量值很大，或高壓源內(nèi)阻很大，這一充電過(guò)程的耗時(shí)就會(huì)加長(zhǎng)。其長(zhǎng)度可由R內(nèi)和C負(fù)載的乘積決定（單位為秒）。請(qǐng)注意，給電容充電的電流與被測(cè)試品絕緣電阻上流過(guò)的電流，在測(cè)試中是一起流入兆歐表內(nèi)的。兆歐表測(cè)得的電流不僅有絕緣電阻上的分量，也加入了電容充電電流分量，這時(shí)測(cè)得的阻值將偏小。 如：額定電壓為5000V的兆歐表，若其短路輸出電流為80μA(日本共立產(chǎn))，其內(nèi)阻為5000V/80μA＝62MΩ 如：試品容量為0.15μF，則時(shí)間常數(shù)τ=62MΩ×0.15μF≈9 (秒)即在18秒時(shí)刻，電容上的充電電流仍有11.3μA。 由此可見，僅由充電電流而形成的等效電阻為5000V/11.3μA＝442MΩ,若正常絕緣為1000MΩ，則顯示的測(cè)得絕緣值僅為306MΩ。這種試值已不能反映絕緣值的真實(shí)狀況了，而且試值主要是隨容性負(fù)載容量的變化而改變，即容量小，測(cè)試阻值大；容量大，測(cè)試阻值小。 所以，為保障準(zhǔn)確測(cè)得R15s，R60s的試值，應(yīng)選用充電速度快的大容量兆歐表。我國(guó)的相關(guān)規(guī)程要求兆歐表輸出短路電流應(yīng)大于0.5mA、1 mA、2 mA、5 mA，要求高的場(chǎng)合應(yīng)盡量選擇輸出短路電流較大的兆歐表。

2. 為什么測(cè)絕緣時(shí)，不但要求測(cè)單純的阻值，而且還要求測(cè)吸收比，極化指數(shù)，有什么意義？ 在絕緣測(cè)試中，某一個(gè)時(shí)刻的絕緣電阻值是不能全面反映試品絕緣性能的優(yōu)劣的，這是由于以下兩方面原因，一方面，同樣性能的絕緣材料，體積大時(shí)呈現(xiàn)的絕緣電阻小，體積小時(shí)呈現(xiàn)的絕緣電阻大。 另一方面，絕緣材料在加上高壓后均存在對(duì)電荷的吸收比過(guò)程和極化過(guò)程。 所以，電力系統(tǒng)要求在主變壓器、電纜、電機(jī)等許多場(chǎng)合的絕緣測(cè)試中應(yīng)測(cè)量吸收比-即R60s和R15s的比值，和極化指數(shù)-即R10min和R1min 比值，并以此數(shù)據(jù)來(lái)判定絕緣狀況的優(yōu)劣。

3. 高阻絕緣測(cè)試儀容量檢查方法（KD2677、KD2676、DMG2671） 1、請(qǐng)按如下接線圖測(cè)量，便可鑒別你所有的絕緣測(cè)試儀表測(cè)量的結(jié)果是否準(zhǔn)確： 圖中，C為0.1μ/6.3kV電容，請(qǐng)用CBB品質(zhì)的，因它自身不會(huì)被極化，且吸收電荷極少；R為5000MΩ/5kV的電阻。 當(dāng)測(cè)量時(shí)間為15秒時(shí)，儀器顯示應(yīng)為R15s＞4750 MΩ(因有電容C存在，所以被測(cè)阻值要比標(biāo)稱值小5%);當(dāng)測(cè)量時(shí)間為60秒時(shí)，儀器顯示應(yīng)為R60s=5000MΩ，吸收比應(yīng)為R60s/R15s≤1.05。 說(shuō)明：1、第15秒時(shí)，儀器向電容C充電的電流越小，表示儀器的充電能力越強(qiáng)，吸收比就越趨于"1"。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的吸收比才越正確。 2、上述測(cè)試方法是我公司提出的，且被寫入由我公司參與起草編寫的"中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)""電子兆歐表技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)"內(nèi)。

4． 在高壓高阻的測(cè)試環(huán)境中，為什么要求儀表接"G"端連線？ 在被測(cè)試品兩端加上較高的額定電壓，且絕緣阻值較高時(shí)，被測(cè)試品表面受潮濕，污染引起的泄漏較大，示值誤差就大，而儀表"G"端是將被測(cè)試品表面泄漏的電流旁路，使泄漏電流不經(jīng)過(guò)儀表的測(cè)試回路，消除泄漏電流引起的誤差。

5．在校測(cè)某些型號(hào)絕緣儀表"L"、"E"兩端額定輸出直流高壓時(shí)，用指針式萬(wàn)用表DCV檔測(cè)L、E兩端電壓，為什么電壓會(huì)跌落很多，而數(shù)字式萬(wàn)用表則不會(huì)？ 用普通的指針式萬(wàn)用表直接在兆歐表"L"、"E"兩端測(cè)量其輸出的額定直流電壓，測(cè)量結(jié)果與標(biāo)稱的額定電壓值要小很多（超出誤差范圍），而用數(shù)字萬(wàn)用表則不會(huì)。這是因?yàn)橹羔樖饺f(wàn)用表內(nèi)阻較小，而數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi)阻相對(duì)較大。指針式萬(wàn)用表內(nèi)阻較小，兆歐表L-E端輸出電壓降低很多，不是正常工作時(shí)的輸出電壓。但是，用萬(wàn)用表直接去測(cè)兆歐表的輸出電壓是錯(cuò)誤的，應(yīng)當(dāng)用內(nèi)阻阻抗較大的靜電高壓表或用分壓器等負(fù)載電阻足夠大的方式去測(cè)量。

6．能不能用兆歐表直接測(cè)帶電的被測(cè)試品，結(jié)果有什么影響，為什么？ 為了人身安全和正常測(cè)試，原則上是不允許測(cè)量帶電的被測(cè)試品，若要測(cè)量帶電被測(cè)試品，不會(huì)對(duì)儀表造成損壞（短時(shí)間內(nèi)），但測(cè)試結(jié)果是不準(zhǔn)確的，因?yàn)閹щ姾?，被測(cè)試品便與其它試品連結(jié)在一起，所以得出的結(jié)果不能真實(shí)的反映實(shí)際數(shù)據(jù)，而是與其它試品一起的并聯(lián)或串聯(lián)阻值。

7．為什么電子式兆歐表幾節(jié)電池供電能產(chǎn)生較高的直流高壓? 這是根據(jù)直流變換原理，經(jīng)過(guò)升壓電路處理使較低的供電電壓提升到較高的輸出直流電壓，產(chǎn)生的高壓雖然較高但輸出功率較小。（如電警棍幾節(jié)電池能產(chǎn)生幾萬(wàn)伏的高壓）

8．用兆歐表測(cè)量絕緣電阻時(shí)，有哪些因素會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，為什么？ A） 電池電壓不足。電池電壓欠壓過(guò)低，造成電路不能正常工作，所以測(cè)出的讀數(shù)是不準(zhǔn)確的。 B） 測(cè)試線接法不正確。誤將"L"、"G"、"E"三端接線接錯(cuò)，或?qū)?quot;G"、"L"連線"G"、"E"連線接在被測(cè)試品兩端。 C） "G"端連線未接。被測(cè)試品由于受污染潮濕等因素造成電流泄漏引起的誤差，造成測(cè)試不準(zhǔn)確，此時(shí)必須接好"G"端連線防止泄漏電流引起誤差。 D） 干擾過(guò)大。如果被測(cè)試品受環(huán)境電磁干擾過(guò)大，造成儀表讀數(shù)跳動(dòng)?；蛑羔樆蝿?dòng)。造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。 E） 人為讀數(shù)錯(cuò)誤。在用指針式兆歐表測(cè)量時(shí)，由于人為視角誤差或標(biāo)度尺誤差造成示值不準(zhǔn)確。 F） 儀表誤差。儀表本身誤差過(guò)大，需要重新校對(duì)。

9．KD2678與ZC-37有什么區(qū)別，KD2678是如何消除匯水管與機(jī)座間泄漏所引起的誤差?測(cè)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)絕緣電阻前有哪些準(zhǔn)備工作？發(fā)電機(jī)繞阻有哪幾種接線測(cè)試方法？ KD2678表要求匯水管機(jī)座的阻值大于3kΩ，水阻大于80kΩ測(cè)量范圍為10000MΩ，讀數(shù)采用指針式和數(shù)字顯示兩種方式，自動(dòng)計(jì)時(shí)，自動(dòng)顯示和儲(chǔ)存R15s、R60s、R10min、R60s/R15s、R10min/R1min的讀數(shù)，無(wú)需對(duì)水極化電勢(shì)補(bǔ)償調(diào)節(jié)，雙刻度量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)刻度讀數(shù)，可顯示輸出電壓與環(huán)境溫度，可用Rt鍵精確讀取任一時(shí)刻電阻值（數(shù)字顯示）?？蓪?duì)被測(cè)試品自動(dòng)放電。 而ZC-37表，要求匯水管對(duì)機(jī)座的阻值大于30kΩ，水阻大于100kΩ，測(cè)量范圍為1000MΩ，讀數(shù)采用指針式顯示，人工計(jì)時(shí)，需在測(cè)試前人工對(duì)匯水管泄漏電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)，測(cè)試中水極化電勢(shì)無(wú)法調(diào)節(jié)，人工對(duì)被測(cè)試品放電。 KD2678表是采用等電位法來(lái)消除匯水管泄漏誤差的，由電路自動(dòng)調(diào)節(jié)使匯水管接口端與E端（機(jī)座）等電位，使流經(jīng)匯水管法蘭盤向機(jī)座的電流為零，匯水管測(cè)試線采用電流、電壓雙線來(lái)消除匯水管引線電阻引起的誤差。 

KD2678表測(cè)水內(nèi)發(fā)電機(jī)絕緣電阻之前準(zhǔn)備工作：

（1）首先斷開發(fā)電機(jī)所帶負(fù)載。

（2）將匯水管法蘭盤上、下連接褡扣斷開，并用導(dǎo)線將法蘭盤上端短接在一起，用KD2678專用匯水管線夾在短接處。

（3）用數(shù)字萬(wàn)用表電阻檔測(cè)匯水管與機(jī)座之間的絕緣阻值（≥3kΩ）測(cè)匯水管與繞組的阻值(≥80kΩ)。

10.高阻絕緣表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)容性負(fù)載時(shí)（如主變），指針顯示阻值在某一區(qū)間突然跌落（不是正常測(cè)試時(shí)的蕞大值區(qū)間內(nèi)的緩慢小幅擺動(dòng)），快速來(lái)回?cái)[動(dòng)，是什么原因？　　造成該現(xiàn)象主要是試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)某部位出現(xiàn)放電打火。 絕緣表向容性被測(cè)試品充電中，當(dāng)容性試品被充至一定電壓時(shí)，如果儀表內(nèi)部測(cè)試線或被測(cè)試品中任一部位有擊穿放電打火，就會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。 判別辦法： （1）儀表測(cè)試座不接入測(cè)試線，開啟電源和高壓，看儀表內(nèi)是否有打火現(xiàn)象發(fā)生（若有打火可聽到放電打火聲）。 （2）接上L、G、E測(cè)試線，不接被測(cè)試品，L測(cè)試線末端線夾懸空，開啟高壓，看測(cè)試導(dǎo)線是否有打火現(xiàn)象發(fā)生。若有打火現(xiàn)象，則檢查：a）L、G測(cè)試線芯線（L端）與裸露在外的線（G端）是否過(guò)近，產(chǎn)生拉弧打火。b）L端芯線插頭與測(cè)試座屏蔽環(huán)或測(cè)試夾子與被測(cè)試品接觸不良造成打火。c）測(cè)試線與插頭、夾子之間虛焊斷路，造成間隙放電。 (3)接入被測(cè)試品，檢查末端線夾與試品接觸點(diǎn)附近有無(wú)放電打火。 (4)排除以上原因，接好被測(cè)試品，開啟高壓，若儀表仍有上述現(xiàn)象則說(shuō)明被測(cè)試品絕緣擊穿造成局部放電或拉弧。

11.為什么不同兆歐表測(cè)出示值存在差異？　　

由于高壓兆歐表測(cè)試電源非理想電壓源，內(nèi)阻Ri不同測(cè)量回路串接電阻Rm不同，動(dòng)態(tài)測(cè)量準(zhǔn)確度不同，以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量操作的不合理或失誤等，不同型號(hào)兆歐表對(duì)同一被測(cè)試品的測(cè)量結(jié)果會(huì)存在差異。實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)結(jié)合兆歐表絕緣試驗(yàn)條件的特殊性盡量降低可能出現(xiàn)的各種測(cè)量誤差： 

（1） 不同型號(hào)的絕緣表測(cè)量同一試品時(shí)， 應(yīng)采用相同的電壓等級(jí)和接線方法。例如在測(cè)量電力變壓器高壓繞組絕緣中，當(dāng)繞組引出端始終接兆歐表L端鈕時(shí)，就有： E端鈕接低壓繞組和外殼，而G端鈕懸空的直接法； E端鈕接低壓繞組，而G端鈕接外殼的外殼屏蔽法（低電位屏蔽）；G端鈕接在高壓繞組套管的表面，而E端鈕先接低壓繞組，然后分別再和外殼相連或不相連的兩種套管屏蔽法（高電位屏蔽）。 E端鈕接外殼，而G端鈕接低壓繞組等接線方法。 不同結(jié)構(gòu)、制式的兆歐表，G端鈕電位不同，G端鈕在套管表面的安放位置也應(yīng)隨之改變。（KD2677為低電位屏蔽，即G端鈕為低電位）。 

（2） 不同型號(hào)兆歐表的量程和示值的刻度方法不同，刻度分辨力不同，測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)不同，都會(huì)引起示值間的差異。為了保證對(duì)電力設(shè)備的準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)避免選用準(zhǔn)確度低，使用不方便的搖表。 

（3） 試品大多含容性分量，并存在介質(zhì)極化現(xiàn)象，即使測(cè)試條件相同也難以獲得理想的數(shù)據(jù)重復(fù)性。 

（4） 測(cè)量時(shí)，絕緣介質(zhì)的溫度和油溫應(yīng)與環(huán)境溫度一致，一般允許相差±5%。 

（5） 應(yīng)在特定時(shí)間段的允許時(shí)間差范圍內(nèi)，盡快地讀取測(cè)量值。為使測(cè)量誤差不高于±5%，讀取R60S的時(shí)間允許誤差±3S，而讀取R15S的時(shí)間不應(yīng)相差±1S。 

（6） 高壓測(cè)試電源非理想電壓源，重負(fù)荷（被測(cè)試品絕緣電阻值小）時(shí)，輸出電壓低于其額定值，這將導(dǎo)致單支路直讀測(cè)量法兆歐表測(cè)量準(zhǔn)確度因轉(zhuǎn)換系數(shù)的改變而降低。這種改變因兆歐表測(cè)試電源負(fù)荷特性不同而異。 

（7） 不同動(dòng)態(tài)測(cè)試容量指標(biāo)的兆歐表，試驗(yàn)電壓在試品上（及采樣電阻上）的建立過(guò)程與對(duì)試品的充電能力均存在差異，測(cè)量結(jié)果也會(huì)不同，使用低于動(dòng)態(tài)測(cè)試容量指標(biāo)門限值的兆歐表測(cè)量時(shí)，由于儀表存在慣性網(wǎng)絡(luò)（包括指針式儀表的機(jī)械慣性）導(dǎo)致示值響應(yīng)速度較慢，來(lái)不及正確反映試品實(shí)在絕緣電阻值隨時(shí)間的變化規(guī)律，尤其是在測(cè)試的起始階段，電容充電電流未完全衰減為零，更會(huì)使R15S和吸收比讀測(cè)值產(chǎn)生較大誤差（偏?。?。 

（8） 試品絕緣介質(zhì)極化狀況與外加試驗(yàn)電壓大小有關(guān)。由于試驗(yàn)電壓不能迅速達(dá)到額定值，或因兆歐表測(cè)試電源負(fù)荷特性不同導(dǎo)致施加于試品上試驗(yàn)電壓的差異，使試品初始極化狀況不同，導(dǎo)致吸收電流不同，使緣電阻測(cè)量的示值不同。 

（9） 國(guó)外某些兆歐表的試驗(yàn)高電壓連續(xù)可調(diào)，開機(jī)后先由零調(diào)節(jié)至額定值。兆歐表讀數(shù)起始時(shí)間的不確定性，以及高壓達(dá)到額定值時(shí)間的不確定性，使試品初始極化不同，也將引起示值間的差別。

 （10） 不同兆歐表現(xiàn)場(chǎng)干擾的敏感度和抵御能力不同，對(duì)同一試品的讀測(cè)值會(huì)存在差異。

 （11） 數(shù)據(jù)隨機(jī)起伏的常規(guī)測(cè)量誤差和兆歐表方法誤差不同等引起示值間的差異。

 （12） 介質(zhì)放電不充分是重復(fù)測(cè)量結(jié)果存在差異的重要原因之一。據(jù)試品充電吸收電流與其反向放電電流對(duì)應(yīng)和可逆的特點(diǎn)，若需對(duì)同一試品進(jìn)行二次重復(fù)測(cè)量，一次測(cè)量結(jié)束后的試品短路放電間歇時(shí)間一般應(yīng)長(zhǎng)于測(cè)量時(shí)間，以放盡所積聚的吸收電荷量，使試品絕緣介質(zhì)充分恢復(fù)到原先無(wú)極化狀態(tài)，否則將影響二次測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。為使被試品上無(wú)剩余電荷，每一次試驗(yàn)前也應(yīng)該將測(cè)量端對(duì)地短路放電，有時(shí)甚至需時(shí)近1小時(shí)，并應(yīng)拆除與無(wú)關(guān)設(shè)備間的聯(lián)線。總之，同一試品不同時(shí)期的絕緣測(cè)量，應(yīng)采用相同的試驗(yàn)電壓等級(jí)和接線方法，并盡可能使用同一型號(hào)或性能相近的絕緣電阻表，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可比性。

 （13） 還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)選用動(dòng)態(tài)測(cè)量準(zhǔn)確度較低和高壓測(cè)試電源容量較低的儀表，由于電容充電電流尚未完全衰減為零，以及儀表示值不能準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)跟隨試品視在絕緣電阻值的變化，讀測(cè)R15S阻值偏低，出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致試品吸收比測(cè)試值虛假偏高，應(yīng)引起測(cè)試人員特別重視。這也可能是各種型號(hào)高壓兆歐表測(cè)量同一試品時(shí)吸收比讀測(cè)值存在差異的主要原因。由此也說(shuō)明吸收比判比指標(biāo)不及極化指數(shù)科學(xué)和客觀。

12.高壓兆歐表的選型　　

用戶可以根據(jù)試品特性和試驗(yàn)規(guī)程要求選擇適用的高壓兆歐表，選型的原則主要是兆歐表試驗(yàn)電壓等級(jí)，輸出短路電流和量程范圍符合規(guī)程要求，較高的動(dòng)態(tài)測(cè)量準(zhǔn)確度和抗現(xiàn)場(chǎng)干擾能力，使用安全方便，較好的性價(jià)比等。 根據(jù)測(cè)試對(duì)象和要求不同，兆歐表大致可以劃分為普及型、主導(dǎo)型、和專用型三種，根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防和交接試驗(yàn)規(guī)程，用于測(cè)量試品絕緣電阻的普及型兆歐表試驗(yàn)電壓等級(jí)500V，1000V。 主導(dǎo)型兆歐表主要測(cè)量試品的絕緣電阻，吸收比或極化指數(shù)，電壓等級(jí)為2500V，5000V。專用型兆歐表用于測(cè)量同步發(fā)電機(jī)，直流電機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)等繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)。有時(shí)還要求測(cè)量或測(cè)算真實(shí)絕緣電阻值。 對(duì)于容性負(fù)載較大的試品，一般選用合適的電壓等級(jí)和足夠大的輸出短路電流、絕緣值量程范圍大、自動(dòng)對(duì)被測(cè)試品放電的兆歐表，否則R15S阻值將會(huì)影響較大，而使吸收比測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。（如：可選用KD2677，KD2676，DMG2671等） 對(duì)于干擾較強(qiáng)的測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)選用指針式兆歐表，因?yàn)檫x用數(shù)字顯示的兆歐表，其測(cè)量數(shù)據(jù)有較大的跳動(dòng)，從而無(wú)法確認(rèn)真實(shí)的阻值，而指針式兆歐表本身對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾比較滯緩（機(jī)械表頭阻尼作用）即使有影響，指針表頭顯示也只是有稍微的擺動(dòng)，示值范圍也很直觀。如KD2677，KD2676，KD2675等。 對(duì)于干擾較小，要求精確測(cè)量絕緣電阻值的場(chǎng)合，應(yīng)選用數(shù)字顯示兆歐表，因?yàn)閿?shù)字顯示兆歐表直觀，精度較高，如DMG2671。 對(duì)于要測(cè)量吸收比和極化指數(shù)等大容量試品場(chǎng)合，應(yīng)選用能自動(dòng)測(cè)量吸收比和極化指數(shù)的智能型兆歐表，如KD2677型。