电气工程中常需要用绝缘电阻表测试绝缘材料的绝缘电阻,它们的阻值在几百到几千兆欧,并且随着测试值的增大,绝缘电阻表的相应量程电压增大。
绝缘电阻表由手摇发电机和磁电系比率计构成,其工作原理与万用表相似,只是在测量电阻的电路中设有电源,如图1所示。
由于绝缘电阻的阻值大,必须有较高的电压才能得到足够的灵敏度,因此绝缘电阻表中配有一台手摇发电机,它是随着绝缘电阻表的量程而配比的发电机,量程越高,配用发电机的发生电压越高,配用的发电机从500~2500V,额定转速为120r/min。
绝缘电阻表的测量机构如图1a所示,它与磁电系仪表相似,但它有两个线圈,两个线圈呈一定角度固定到轴上,
绝缘电阻表,也被称为兆欧表或摇表,是电气工程中不可或缺的工具,用于评估绝缘材料或设备的绝缘性能。这些电阻值通常在几百到几千兆欧的范围内,随着测试值的增加,所需的测量电压也会随之提升。这是因为高电阻值需要更高的电压才能产生足够的电流,从而提供准确的读数。
绝缘电阻表主要由两部分组成:手摇发电机和磁电系比率计。手摇发电机作为电源,它的电压输出与表的量程匹配。量程越高,发电机产生的电压也就越高,常见的电压范围从500伏特到2500伏特,额定转速为120转/分钟。这样的设计是为了确保在测量大电阻时,能提供足够的激励电压,以驱动微弱的电流通过绝缘体。
磁电系比率计是绝缘电阻表的核心测量组件,它的工作原理类似于磁电式电流表,但具有两个线圈。这两个线圈安装在一个轴上,形成一定的角度,固定部分为永久磁铁。当电流通过线圈时,由于磁场的不均匀性(线圈间的气隙和永久磁铁的磁极之间),使得线圈在不同位置受到的力矩不同。这种力矩的变化导致指针的偏转角与两个线圈中的电流比率成正比,从而能够准确地反映出电阻值。
绝缘电阻表的测量可以采用串联或并联电路。如图1b所示,被测电阻Rx连接在E和L之间,手摇发电机产生的电压U会通过线圈,流过可动线圈的电流分为I1和I2。无论是在串联还是并联电路中,指针的偏转角α只与被测电阻Rx的大小有关,而与电压U和电流I无关。这保证了测量结果的独立性和准确性。
在实际应用中,使用绝缘电阻表进行测量时,工程师会根据待测设备的绝缘要求选择合适的量程,然后手摇发电机产生电压,通过比率计读取电阻值。如果读数高,说明绝缘性能良好;反之,若读数低或无法读出,可能表示绝缘性能下降或存在故障。
绝缘电阻表的工作原理基于电流比率和磁场力矩的相互作用,通过提供高压电源和特殊的测量机构,确保对高电阻值的精确测量,从而评估电气设备和材料的绝缘性能,保障电气系统的安全运行。