第五章 绝缘电阻表
一、绝缘电阻表的基本工作原理
绝缘电阻表又叫兆欧表或摇表。它用于测量电气设备（如电机、变压器、电缆等）的绝缘电阻数值。
绝缘电阻表从结构上可分为磁电系比率表和磁电系电流表两种形式；从供电方式上可分为手摇发电机式和外供电式。电力系统使用的绝缘电阻表多属高电压、高量限的仪表，这类仪表均为磁电系比率表的结构型式。通常所用的额定电压有500V 、1000V 、和2500V 。也有50V 、250V 、10000V 等。绝缘电阻量限一般从0~100000MΩ（1 M Ω=106Ω），测量范围大于10000 M Ω的称为高绝缘电阻测量仪（高阻表）。在中值刻度以上各示数点的测量电压基本上是标称的额定电压。
绝缘电阻表的手摇发电机，常见的有两种类型：一是发电机转子为磁铁；另一发电机转子是线圈。发电机变交流为直流的方式多采用半导体二极管倍压整流和机械整流环。并能保持输出电压基本稳定。
测量绝缘电阻的基本方法是伏安法。即给被测绝缘电阻施加直流电压，通过测量流过被测电阻的电流间接测量绝缘电阻。因此，绝缘电阻表的主要组成部分是直流电压源和电流测量机构。最常用的绝缘电阻表由内附交流发电机和磁电系流比计组成。这种表携带方便，既不需要电网电源，又不需要干电池，适合在各种场合使用。它的原理接线及组成如下图。
绝缘电阻表原理接线图①
图①中：1-动圈（电流线圈）；2-动圈（电压线圈）；R i -电流线圈附加电阻；R u -电压线圈附加电阻；F-交流发电机；D 0-整流器；C 0-电容器；
图①中F- D0- C0组成直流电压源E ，用以代替电源部分。E-L 是被测绝缘电阻R x ，接在线路端L 和接地端E 之间。1-动圈的电阻R 1，2-动圈的电阻R 2，电流线圈附加电阻R i 用以在被测电阻为零时限制通过电流线圈的电流I i ；电压线圈附加电阻R u 用以在电压线圈中设置一个基本固定不变的电流I u 。通过电流线圈的电流I i 产生主动力矩；通过电压线圈的电流I u 产生反作用力矩。由图可知：
I i =E/（R i + R1+Rx ） （1） I u = E/（R u + R2） （2） 式中R 1、R 2——动圈1和动圈2的电阻，Ω。 由（1）式和（2）式得：
（I i / Iu ）=（R u + R2）/（R i + R1+Rx ） R x =（R u + R2）/（I i / Iu ）—R i —R 1
（3）
根据磁电系流计的工作原理，其可动部分偏转角α是流过两个动圈的电流的比值的函数。即
α=f（I i / Iu ） （4） 则（I i / Iu ）=F（a ） （5） 将5式代入4式得：
R x =｛（R u + R2）/ F（a ）｝—R i —R 1 （6）
在（6）式中，R i 、R u 、R 1、R 2都是固定电阻，所以被测电阻仅与可动部分偏转角有关，而与直流电源电压无关。
二、绝缘电阻表的技术特性
1、绝缘电阻表的测量对象是数值很大的绝缘电阻，因此绝缘电阻表本身的绝缘电阻、接线端钮之间的表面泄漏电流、被测绝缘电阻表面的泄漏电流等都可能对测量结果产生影响。当测量其绝缘电阻时，裸露的绝缘表面由于脏污或受潮等原因，常常产生泄漏电流，使测得值小于实际的绝缘电阻值。正确使用绝缘电阻表的屏蔽端，可以减小表面泄漏电流影响。绝缘电阻表设置有独立的屏蔽。其作用是将电流测量机构同电源和机壳隔离。以测量电缆的绝缘电阻为例，其原理接线如图②所示。在裸露绝缘表面靠近线芯处加装保护环，将保护环接到绝缘电阻表的G 端。图中I x 是流过电缆绝缘材料内部的电流；I 1是流过电缆外皮与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流；I 2是流过电缆线芯与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流。显然，I 1由电源正极流出，流入电源负极，未流经电流测量机构，不会影响测量结果。由于L 端与G 端之间的电压很小，因此泄漏电流I 2很小。虽然该电流对电流测量机构有分流作用，但影响很小。如果不接屏蔽端G ，则绝缘表面的泄漏电流全部流过电流测量机构，对测量结果可能产生严重的影响。
测量电缆的绝缘电阻接线图②
为了获得稳定的输出电压，手摇发电机都安装有稳速装置。绝缘电阻表使用时的转速在额定值±20%，即120～144r/min范围内。在绝缘电阻表中，中值电压应不低于绝缘电阻表额定电压90%，（中值电压是当被测电阻等于中值电阻时，绝缘电阻表的测量端钮之间的电压。）高压电源的内阻应不超过中值电阻的10%
2、负载特性
不同类型的绝缘电阻表，负载特性是有差异的，被测物的绝缘电阻与所加电压高低有关。测量时所用的绝缘电阻表要根据被测对象恰当选择，使端电压保持稳定，每次测量要应用同型号绝缘电阻表，以便对测量结果进行比较。国家计量检定规程（JJG622-97）的规定：
（1）绝缘电阻表按额定电压分为9种：50，100，250，500，1000，2000，2500，5000，10000V 。
（2）绝缘电阻表按准确度等级分为5级：1.0，2.0，5.0，10.0，20.0。 绝缘电阻表的允许误差
三、电子式绝缘电阻表
电子式绝缘电阻表是指由电池或外接电源供电，通过电子器件进行DC/DC变换对测量端子L 、E 提供测量电压，被测电阻接在测量端子L 、E 之间。由IC 或CPU 等组成的电子电路对被测信号进行变换或处理，由磁电系电流表或数字表直接指示或显示的被测绝缘电阻值，具有泄漏屏蔽或端子G 的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型。计量单位为M Ω或G Ω。
电子式绝缘电阻表的准确度等级分为6级：0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，
20.0。 电子式绝缘电阻表的准确度等级和允许误差关系
第五章 绝缘电阻表
一、绝缘电阻表的基本工作原理
绝缘电阻表又叫兆欧表或摇表。它用于测量电气设备（如电机、变压器、电缆等）的绝缘电阻数值。
绝缘电阻表从结构上可分为磁电系比率表和磁电系电流表两种形式；从供电方式上可分为手摇发电机式和外供电式。电力系统使用的绝缘电阻表多属高电压、高量限的仪表，这类仪表均为磁电系比率表的结构型式。通常所用的额定电压有500V 、1000V 、和2500V 。也有50V 、250V 、10000V 等。绝缘电阻量限一般从0~100000MΩ（1 M Ω=106Ω），测量范围大于10000 M Ω的称为高绝缘电阻测量仪（高阻表）。在中值刻度以上各示数点的测量电压基本上是标称的额定电压。
绝缘电阻表的手摇发电机，常见的有两种类型：一是发电机转子为磁铁；另一发电机转子是线圈。发电机变交流为直流的方式多采用半导体二极管倍压整流和机械整流环。并能保持输出电压基本稳定。
测量绝缘电阻的基本方法是伏安法。即给被测绝缘电阻施加直流电压，通过测量流过被测电阻的电流间接测量绝缘电阻。因此，绝缘电阻表的主要组成部分是直流电压源和电流测量机构。最常用的绝缘电阻表由内附交流发电机和磁电系流比计组成。这种表携带方便，既不需要电网电源，又不需要干电池，适合在各种场合使用。它的原理接线及组成如下图。
绝缘电阻表原理接线图①
图①中：1-动圈（电流线圈）；2-动圈（电压线圈）；R i -电流线圈附加电阻；R u -电压线圈附加电阻；F-交流发电机；D 0-整流器；C 0-电容器；
图①中F- D0- C0组成直流电压源E ，用以代替电源部分。E-L 是被测绝缘电阻R x ，接在线路端L 和接地端E 之间。1-动圈的电阻R 1，2-动圈的电阻R 2，电流线圈附加电阻R i 用以在被测电阻为零时限制通过电流线圈的电流I i ；电压线圈附加电阻R u 用以在电压线圈中设置一个基本固定不变的电流I u 。通过电流线圈的电流I i 产生主动力矩；通过电压线圈的电流I u 产生反作用力矩。由图可知：
I i =E/（R i + R1+Rx ） （1） I u = E/（R u + R2） （2） 式中R 1、R 2——动圈1和动圈2的电阻，Ω。 由（1）式和（2）式得：
（I i / Iu ）=（R u + R2）/（R i + R1+Rx ） R x =（R u + R2）/（I i / Iu ）—R i —R 1
（3）
根据磁电系流计的工作原理，其可动部分偏转角α是流过两个动圈的电流的比值的函数。即
α=f（I i / Iu ） （4） 则（I i / Iu ）=F（a ） （5） 将5式代入4式得：
R x =｛（R u + R2）/ F（a ）｝—R i —R 1 （6）
在（6）式中，R i 、R u 、R 1、R 2都是固定电阻，所以被测电阻仅与可动部分偏转角有关，而与直流电源电压无关。
二、绝缘电阻表的技术特性
1、绝缘电阻表的测量对象是数值很大的绝缘电阻，因此绝缘电阻表本身的绝缘电阻、接线端钮之间的表面泄漏电流、被测绝缘电阻表面的泄漏电流等都可能对测量结果产生影响。当测量其绝缘电阻时，裸露的绝缘表面由于脏污或受潮等原因，常常产生泄漏电流，使测得值小于实际的绝缘电阻值。正确使用绝缘电阻表的屏蔽端，可以减小表面泄漏电流影响。绝缘电阻表设置有独立的屏蔽。其作用是将电流测量机构同电源和机壳隔离。以测量电缆的绝缘电阻为例，其原理接线如图②所示。在裸露绝缘表面靠近线芯处加装保护环，将保护环接到绝缘电阻表的G 端。图中I x 是流过电缆绝缘材料内部的电流；I 1是流过电缆外皮与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流；I 2是流过电缆线芯与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流。显然，I 1由电源正极流出，流入电源负极，未流经电流测量机构，不会影响测量结果。由于L 端与G 端之间的电压很小，因此泄漏电流I 2很小。虽然该电流对电流测量机构有分流作用，但影响很小。如果不接屏蔽端G ，则绝缘表面的泄漏电流全部流过电流测量机构，对测量结果可能产生严重的影响。
测量电缆的绝缘电阻接线图②
为了获得稳定的输出电压，手摇发电机都安装有稳速装置。绝缘电阻表使用时的转速在额定值±20%，即120～144r/min范围内。在绝缘电阻表中，中值电压应不低于绝缘电阻表额定电压90%，（中值电压是当被测电阻等于中值电阻时，绝缘电阻表的测量端钮之间的电压。）高压电源的内阻应不超过中值电阻的10%
2、负载特性
不同类型的绝缘电阻表，负载特性是有差异的，被测物的绝缘电阻与所加电压高低有关。测量时所用的绝缘电阻表要根据被测对象恰当选择，使端电压保持稳定，每次测量要应用同型号绝缘电阻表，以便对测量结果进行比较。国家计量检定规程（JJG622-97）的规定：
（1）绝缘电阻表按额定电压分为9种：50，100，250，500，1000，2000，2500，5000，10000V 。
（2）绝缘电阻表按准确度等级分为5级：1.0，2.0，5.0，10.0，20.0。 绝缘电阻表的允许误差
三、电子式绝缘电阻表
电子式绝缘电阻表是指由电池或外接电源供电，通过电子器件进行DC/DC变换对测量端子L 、E 提供测量电压，被测电阻接在测量端子L 、E 之间。由IC 或CPU 等组成的电子电路对被测信号进行变换或处理，由磁电系电流表或数字表直接指示或显示的被测绝缘电阻值，具有泄漏屏蔽或端子G 的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型。计量单位为M Ω或G Ω。
电子式绝缘电阻表的准确度等级分为6级：0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，
20.0。 电子式绝缘电阻表的准确度等级和允许误差关系