绝缘漆体积电阻率测试仪

绝缘漆体积电阻率测试仪采用PLC控制，7寸触控屏显示，测试过程全自动，主要用于电工用塑料、层压制品、薄膜等绝缘材料的表面电阻率、体积电阻率的测量。触控屏人机界面，数显电阻值，自动计算电阻率。表面电阻和体积电阻的测量可通过屏幕按钮一键切换，测量接线无需转换。测试信号采用三同轴屏蔽线缆输入，测试精度高。电阻量程档位自动切换，试验过程全自动。测试仪器和屏蔽箱一体化，无需外接线。

主要技术参数：

绝缘漆体积电阻率测试仪—电线／电缆绝缘电阻测试方法比较

绝缘电阻是反映电线电缆产品绝缘特性的主要指标，它 反映了线缆产品承受电击穿或热击穿能力的大小，与绝缘的 介质损耗以及绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等均存在 着极为密切的关系。产品的绝缘电阻主要取决于所选用的 绝缘材料，但工艺水平对绝缘电阻的影响很大，因此测定绝 缘电阻是监督材料质量和工艺水平的一种方法。测定绝缘 电阻可以发现工艺的缺陷，同时也是研究绝缘材料的品质和 特性，研究绝缘结构以及产品在各种运行条件下的使用性能 等各方面的重要手段，对于已投入运行的产品绝缘电阻是判 断产品品质变化的重要依据之一。

在电线／电缆产品中，线问的绝缘电阻值只有在一定的 范围内，才能保证电线／电缆正常的工作。由于各电线／电缆 工作的环境各不相同，绝缘电阻阻值也不尽相同，因而其测 试方法的选择也不尽相同，因此对电线／电缆产品的绝缘电 阻的测试方法进行分析研究为各种适用范围的绝缘电阻测 试仪的设计有一定的参考意义。

2绝缘电阻测试的方法

当前绝缘电阻测试的方法主要是“加高压、测漏流”。具 体归纳起来主要有以下几种：串联法测绝缘电阻、并联法测 绝缘电阻、电压比法测绝缘电阻、电桥法测绝缘电阻、充放电 法测绝缘电阻。下面加以详细介绍。

2．1 串联法测绝缘电阻 串联法测绝缘电阻，顾名思义，是将绝缘电阻和测量电 阻串联的方法来对测量电阻进行电压测试以计算出绝缘电 阻阻值的方法。如下图l所示

图中U₀为测试电源电压，R_S为电源内阻，R_X为绝缘电阻，R₁为限流电阻，R₂为测量电阻，U_i为待测电压，R_L和C_L组成低 通滤波输出。由于R₁,U₀,R₂已知，所以只要求得R_X和U_i即可计算出所要测的绝缘电阻值。U_i可以通过电压测量得 到，而R_S可以通过实验得方法确定。

2．2并联法测绝缘电阻

并联法测绝缘电阻原理,如图2所示：

图中U₀为测试电源电压，R_S为电源内阻，R_X为绝缘电 阻，R₁为限流电阻，R₂为测量电阻，U_i为待测电压，R_L和C_L组成低通滤波输出。其绝缘电阻值求取公式推导为：

其中R₁和R₂为已知标准电阻，故只须测得U_i和R_S就可以 求得R_X。

2.3 电压比较法测绝缘电阻

电压比较法原理,如图3所示：

图中符号含义如下：U₀：测试电源电压；U_REF．已知的参考电 压；U_i：待测电压；R_x：待测的绝缘电阻；R₁：高阻值的标准电 阻；R₂：可调精密电阻；R₃：已知的阻值较低的标准电阻。

由图3可以得到关系式：

由于R_A、R_B、R_N的值已知，可知，R_x只和V_REF/V／V_IN有 关，只要求出V_REF/V／V_IN即可求出吃。

2．4电桥法测绝缘电阻

2．4．1全桥法测绝缘电阻

全桥法测绝缘电阻原理如图4所示，全桥法在原理和 形态上都和比较法十分雷同，它们不同的地方就是R_D的使 用，R_D是一个数控电位计。在比较法中，如果绝缘电阻阻值 过大或过小，则‰就会偏大或偏小，超出A／D的测量茸程 或超出A／D的分辨率。这种情况下可以采用在A／D输入通 道之前接入程控放大器，fH这种做法对放大器的要求十分严 格，因为如果放大器的性能不好，不但不能提高测量精度，反 而会降低测量精度。『flj在电桥法中采用数控电阻后，可以通 过调整数控电阻的阻值使总是在A／D的合适测量范围内进 行测量，原理如下：

其中n为数控电阻的第n个抽头，r1为其数控电阻每一 级电阻的阻值。在编程过程中只要测量出U_R、U_D以及推出 n的大小，其他值已知，就可以计算出绝缘电阻的大小。

2．4．2半桥法测绝缘电阻

由于变电站的输出母线是悬浮的，因此允许有一侧接地 或者是绝缘电阻同时降低，我们同时需要知道正、负线线对 地的绝缘电阻。在经典的电桥法当中，当正、负线对地的绝 缘电阻同时下降时，电桥仍然保持平衡，不能得出各自的绝 缘电阻值，对此，文献[5]给出了一种比较简单的电桥法，即 半桥法测绝缘电阻。其原理如图5所示：

图中，XJJ为一继电器，其中5点和2点为线包接线点， 1，6点相通为接入点，3点为常开点，4点为常闭点。V_IN是控 制母线的工作电压，R_X1、R_X2分别是正、负母线对地的绝缘电阻。设继电器在常开点时采样的到电压U_AD的值为U_AD1。，，继电器动作后在常闭点时采样到的电压U_AD的值为U_AD2，根据图5中的电路叮列出电路方程如下：

已知采样电阻R₀、R₁，控制母线工作电路V_IN也可求出，这样 只要通过采样芯片内部的12位AD转换并计算出U_AD1、U_AD2的大小就町以直接按照公式求出绝缘电阻R_X1、R_X2正的值。

2．5电容充放电法测绝缘电阻

电容充放电法原理如图6所示。

图中R_S为测试电源内阻，R_X为绝缘电阻，C为充电电 容，Q为冲击检流计。将绝缘电阻R_X和一电解电容器c串 联，由于电源内阻和绝缘电阻并联，电源内阻远小于绝缘电 阻，故可忽略不计。先用电压为U₀的直流电源经过绝缘电阻对电容器充电，经过适当时间t₁后，将电容器上所充电量 经冲击榆流计放电。根据已知的充电时间，电源电压和所测得的电量即可算出绝缘电阻。当开关合向1时，直流电压U₀开始向未充过电的电容c充电，对于此充电回路，设任一时 刻电容器c上的电量为Q，电压为U_C，则有：

所以任一时刻t电容器两端的U_C=CU(1-e^(-t/RXC))，经过 t₁秒后，电容器上所储电量等于Q，当绝缘电阻很大，C为定值，在不太长的充电时间t₁内，Uc<＜U，充电电流几乎不， 变，近似值为i=U/R_x，则电容器所储电量为Q与t₁成正比，即 Q=U/ R_x t₁。所以，被测电阻R_x=U/Q t₁。Q值可用冲击检流计测量，其方法是：将开关J_k倒向2，读出冲击检流计的第一次最大偏转α_m。，则电容器所储的电量为Q=C_qα_m。式中C_q一冲击 检流计的电量冲击常数。将该式代入R_x的表达式中，则可求出待测电阻：

3 绝缘电阻测试方法的比较及适用范围分析

串联法的特点是原理简单,可靠实用。U_i随着R_x的增大而减小，当R_x非常大时，U_i会变得非常小，当电压小到一定程度时，电压测最将变得比较困难，如果为了保证U_i的值 为可测，则R_x会变得非常小，对精密电阻的要求就过高而不能满足，所以这种种方法只能测得一定上限值的绝缘电阻,具体数值则由以上参数共同决定。

并联法不适合测量值较小的绝缘电阻值。由关系式(2) 可以看出，测试中R_S的计算值与R_X有很大关系，所以R_S的求取对测试精度十分蕈要，如果R_S为一定值，则用实验的方 法加以修正就町以得到正确的关系式，但如果R_S为一变量 则需要求得它和R_X的关系才能得到正确的关系式。另外从 电路图町以看出，当R_X越小时，U_i越小，到超过测量的合适 范围时所测绝缘电阻值就会有较大误差，所以此法不适合测 比较小的绝缘电阻。

电压比较法的优点是可以不用求得R_S，只须求得V_REF和V_IN。即可。但V_REF和V_IN。的值仍受R_S影响，如果R_S较小， 其影响可以忽略不计。V_REF为一个设定值，所以每次测量时只需测量V_IN即可。但Rs对系统的影响比较大超过误差允许范围时，就需要每次对V_REF和V_IN都进行测量，这样电压测量工作量增加了一倍。

电桥法中，主要的误差来源为A／D转换器带来的误差。 当绝缘电阻值过大或过小时，则V_IN就会偏大或偏小，选用一 般的A／D转换器，V_IN就可能超出A／D的测量量程或超出A／D的分辨率，导致较大的误差。选择好的A／D转换器，则会 导致整个系统成本的上升。在一些对精度要求比较高的测 量场所，同时对成本的考虑相对少的时候，可以选用高精度 的A／D转换器，采用电桥法进行绝缘电阻测试，可以达到较 高的精度。

半桥法测绝缘电阻原理复杂，但容易实现自动化，并且 可以同时对架窄电线正、负母线的绝缘电阻进行测试，同时 还可以解决正、负母线绝缘电阻同时降低给测试带来的问 题，可以广泛的应用于架空电线的绝缘电阻测试当中。

充放电法的优点是电源内阻对测试影响十分微弱，可以忽略不计。由式(6)可以看出，当R_S较大时，只要提高测试 电压u即可，因而充放电法可以测量较大电阻值的绝缘电阻 值。其缺点是抗干扰性比较差，需要采取隔离和屏蔽措施才 能进行测鼍，而且若测试点存在电容或存在较大的分布电容 时会导致较大的误差。

由以上分析可以得出各种测试方法的特点及优缺点如 表1所示。