兆歐表測量容性負(fù)載絕緣電阻帶來的誤差分析

1.在測容性負(fù)載阻值時，兆歐表輸出短路電流大小與測量數(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)被測試品存在電容量時，在測試過程的開始階段，兆歐表內(nèi)的高壓源要通過其內(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，這一充電過程的耗時就會加長。其長度可由R內(nèi)和C負(fù)載的乘積決定（單位為秒）。請注意，給電容充電的電流與被測試品絕緣電阻上流過的電流，在測試中是一起流入兆歐表內(nèi)的。兆歐表測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，這時測得的阻值將偏小。 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，則時間常數(shù)τ=62MΩ×0.15μF≈9 (秒)即在18秒時刻，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，則顯示的測得絕緣值僅為306MΩ。這種試值已不能反映絕緣值的真實狀況了，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，測試阻值大；容量大，測試阻值小。 所以，為保障準(zhǔn)確測得R15s，R60s的試值，應(yīng)選用充電速度快的大容量兆歐表。我國的相關(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，要求高的場合應(yīng)盡量選擇輸出短路電流較大的兆歐表。

2. 為什么測絕緣時，不但要求測單純的阻值，而且還要求測吸收比，極化指數(shù)，有什么意義？ 在絕緣測試中，某一個時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，體積大時呈現(xiàn)的絕緣電阻小，體積小時呈現(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電荷的吸收比過程和極化過程。 所以，電力系統(tǒng)要求在主變壓器、電纜、電機(jī)等許多場合的絕緣測試中應(yīng)測量吸收比-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)來判定絕緣狀況的優(yōu)劣。

3. 高阻絕緣測試儀容量檢查方法（KD2677、KD2676、DMG2671） 1、請按如下接線圖測量，便可鑒別你所有的絕緣測試儀表測量的結(jié)果是否準(zhǔn)確： 圖中，C為0.1μ/6.3kV電容，請用CBB品質(zhì)的，因它自身不會被極化，且吸收電荷極少；R為5000MΩ/5kV的電阻。 當(dāng)測量時間為15秒時，儀器顯示應(yīng)為R15s＞4750 MΩ(因有電容C存在，所以被測阻值要比標(biāo)稱值小5%);當(dāng)測量時間為60秒時，儀器顯示應(yīng)為R60s=5000MΩ，吸收比應(yīng)為R60s/R15s≤1.05。 說明：1、第15秒時，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)場測試的吸收比才越正確。 2、上述測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． 在高壓高阻的測試環(huán)境中，為什么要求儀表接"G"端連線？ 在被測試品兩端加上較高的額定電壓，且絕緣阻值較高時，被測試品表面受潮濕，污染引起的泄漏較大，示值誤差就大，而儀表"G"端是將被測試品表面泄漏的電流旁路，使泄漏電流不經(jīng)過儀表的測試回路，消除泄漏電流引起的誤差。

5．在校測某些型號絕緣儀表"L"、"E"兩端額定輸出直流高壓時，用指針式萬用表DCV檔測L、E兩端電壓，為什么電壓會跌落很多，而數(shù)字式萬用表則不會？ 用普通的指針式萬用表直接在兆歐表"L"、"E"兩端測量其輸出的額定直流電壓，測量結(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)字萬用表則不會。這是因為指針式萬用表內(nèi)阻較小，而數(shù)字萬用表內(nèi)阻相對較大。指針式萬用表內(nèi)阻較小，兆歐表L-E端輸出電壓降低很多，不是正常工作時的輸出電壓。但是，用萬用表直接去測兆歐表的輸出電壓是錯誤的，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量。

6．能不能用兆歐表直接測帶電的被測試品，結(jié)果有什么影響，為什么？ 為了人身安全和正常測試，原則上是不允許測量帶電的被測試品，若要測量帶電被測試品，不會對儀表造成損壞（短時間內(nèi)），但測試結(jié)果是不準(zhǔn)確的，因為帶電后，被測試品便與其它試品連結(jié)在一起，所以得出的結(jié)果不能真實的反映實際數(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)生幾萬伏的高壓）

8．用兆歐表測量絕緣電阻時，有哪些因素會造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，為什么？ A） 電池電壓不足。電池電壓欠壓過低，造成電路不能正常工作，所以測出的讀數(shù)是不準(zhǔn)確的。 B） 測試線接法不正確。誤將"L"、"G"、"E"三端接線接錯，或?qū)?quot;G"、"L"連線"G"、"E"連線接在被測試品兩端。 C） "G"端連線未接。被測試品由于受污染潮濕等因素造成電流泄漏引起的誤差，造成測試不準(zhǔn)確，此時必須接好"G"端連線防止泄漏電流引起誤差。 D） 干擾過大。如果被測試品受環(huán)境電磁干擾過大，造成儀表讀數(shù)跳動。或指針晃動。造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。 E） 人為讀數(shù)錯誤。在用指針式兆歐表測量時，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。儀表本身誤差過大，需要重新校對。

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，自動計時，自動顯示和儲存R15s、R60s、R10min、R60s/R15s、R10min/R1min的讀數(shù)，無需對水極化電勢補(bǔ)償調(diào)節(jié)，雙刻度量程自動轉(zhuǎn)換，對數(shù)刻度讀數(shù)，可顯示輸出電壓與環(huán)境溫度，可用Rt鍵精確讀取任一時刻電阻值（數(shù)字顯示）。可對被測試品自動放電。 而ZC-37表，要求匯水管對機(jī)座的阻值大于30kΩ，水阻大于100kΩ，測量范圍為1000MΩ，讀數(shù)采用指針式顯示，人工計時，需在測試前人工對匯水管泄漏電流補(bǔ)償調(diào)節(jié)，測試中水極化電勢無法調(diào)節(jié)，人工對被測試品放電。 KD2678表是采用等電位法來消除匯水管泄漏誤差的，由電路自動調(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，匯水管測試線采用電流、電壓雙線來消除匯水管引線電阻引起的誤差。 

KD2678表測水內(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)字萬用表電阻檔測匯水管與機(jī)座之間的絕緣阻值（≥3kΩ）測匯水管與繞組的阻值(≥80kΩ)。

10.高阻絕緣表現(xiàn)場測容性負(fù)載時（如主變），指針顯示阻值在某一區(qū)間突然跌落（不是正常測試時的蕞大值區(qū)間內(nèi)的緩慢小幅擺動），快速來回擺動，是什么原因？　　造成該現(xiàn)象主要是試驗系統(tǒng)內(nèi)某部位出現(xiàn)放電打火。 絕緣表向容性被測試品充電中，當(dāng)容性試品被充至一定電壓時，如果儀表內(nèi)部測試線或被測試品中任一部位有擊穿放電打火，就會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。 判別辦法： （1）儀表測試座不接入測試線，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測試線，不接被測試品，L測試線末端線夾懸空，開啟高壓，看測試導(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測試線芯線（L端）與裸露在外的線（G端）是否過近，產(chǎn)生拉弧打火。b）L端芯線插頭與測試座屏蔽環(huán)或測試夾子與被測試品接觸不良造成打火。c）測試線與插頭、夾子之間虛焊斷路，造成間隙放電。 (3)接入被測試品，檢查末端線夾與試品接觸點附近有無放電打火。 (4)排除以上原因，接好被測試品，開啟高壓，若儀表仍有上述現(xiàn)象則說明被測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出示值存在差異？　　

由于高壓兆歐表測試電源非理想電壓源，內(nèi)阻Ri不同測量回路串接電阻Rm不同，動態(tài)測量準(zhǔn)確度不同，以及現(xiàn)場測量操作的不合理或失誤等，不同型號兆歐表對同一被測試品的測量結(jié)果會存在差異。實際測量時，應(yīng)結(jié)合兆歐表絕緣試驗條件的特殊性盡量降低可能出現(xiàn)的各種測量誤差： 

（1） 不同型號的絕緣表測量同一試品時， 應(yīng)采用相同的電壓等級和接線方法。例如在測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，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） 不同型號兆歐表的量程和示值的刻度方法不同，刻度分辨力不同，測量準(zhǔn)確度等級不同，都會引起示值間的差異。為了保證對電力設(shè)備的準(zhǔn)確測量，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，即使測試條件相同也難以獲得理想的數(shù)據(jù)重復(fù)性。 

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

（6） 高壓測試電源非理想電壓源，重負(fù)荷（被測試品絕緣電阻值小）時，輸出電壓低于其額定值，這將導(dǎo)致單支路直讀測量法兆歐表測量準(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試電源負(fù)荷特性不同而異。 

（7） 不同動態(tài)測試容量指標(biāo)的兆歐表，試驗電壓在試品上（及采樣電阻上）的建立過程與對試品的充電能力均存在差異，測量結(jié)果也會不同，使用低于動態(tài)測試容量指標(biāo)門限值的兆歐表測量時，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，來不及正確反映試品實在絕緣電阻值隨時間的變化規(guī)律，尤其是在測試的起始階段，電容充電電流未完全衰減為零，更會使R15S和吸收比讀測值產(chǎn)生較大誤差（偏小）。 

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

（9） 國外某些兆歐表的試驗高電壓連續(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)起始時間的不確定性，以及高壓達(dá)到額定值時間的不確定性，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)場干擾的敏感度和抵御能力不同，對同一試品的讀測值會存在差異。

 （11） 數(shù)據(jù)隨機(jī)起伏的常規(guī)測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應(yīng)和可逆的特點，若需對同一試品進(jìn)行二次重復(fù)測量，一次測量結(jié)束后的試品短路放電間歇時間一般應(yīng)長于測量時間，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)到原先無極化狀態(tài)，否則將影響二次測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。為使被試品上無剩余電荷，每一次試驗前也應(yīng)該將測量端對地短路放電，有時甚至需時近1小時，并應(yīng)拆除與無關(guān)設(shè)備間的聯(lián)線。總之，同一試品不同時期的絕緣測量，應(yīng)采用相同的試驗電壓等級和接線方法，并盡可能使用同一型號或性能相近的絕緣電阻表，以保證測量數(shù)據(jù)的可比性。

 （13） 還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)選用動態(tài)測量準(zhǔn)確度較低和高壓測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)確地實時跟隨試品視在絕緣電阻值的變化，讀測R15S阻值偏低，出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致試品吸收比測試值虛假偏高，應(yīng)引起測試人員特別重視。這也可能是各種型號高壓兆歐表測量同一試品時吸收比讀測值存在差異的主要原因。由此也說明吸收比判比指標(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電壓等級，輸出短路電流和量程范圍符合規(guī)程要求，較高的動態(tài)測量準(zhǔn)確度和抗現(xiàn)場干擾能力，使用安全方便，較好的性價比等。 根據(jù)測試對象和要求不同，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)防和交接試驗規(guī)程，用于測量試品絕緣電阻的普及型兆歐表試驗電壓等級500V，1000V。 主導(dǎo)型兆歐表主要測量試品的絕緣電阻，吸收比或極化指數(shù)，電壓等級為2500V，5000V。專用型兆歐表用于測量同步發(fā)電機(jī)，直流電機(jī)，交流電動機(jī)等繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)。有時還要求測量或測算真實絕緣電阻值。 對于容性負(fù)載較大的試品，一般選用合適的電壓等級和足夠大的輸出短路電流、絕緣值量程范圍大、自動對被測試品放電的兆歐表，否則R15S阻值將會影響較大，而使吸收比測試結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。（如：可選用KD2677，KD2676，DMG2671等） 對于干擾較強(qiáng)的測試現(xiàn)場，應(yīng)選用指針式兆歐表，因為選用數(shù)字顯示的兆歐表，其測量數(shù)據(jù)有較大的跳動，從而無法確認(rèn)真實的阻值，而指針式兆歐表本身對強(qiáng)磁場干擾比較滯緩（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，示值范圍也很直觀。如KD2677，KD2676，KD2675等。 對于干擾較小，要求精確測量絕緣電阻值的場合，應(yīng)選用數(shù)字顯示兆歐表，因為數(shù)字顯示兆歐表直觀，精度較高，如DMG2671。 對于要測量吸收比和極化指數(shù)等大容量試品場合，應(yīng)選用能自動測量吸收比和極化指數(shù)的智能型兆歐表，如KD2677型。