兆歐表的選用,主要是選擇其電壓及測量范圍,高壓電氣設備需使用電壓高的兆歐表。
低壓電氣設備需使用電壓低的兆歐表。
一般選擇原則是:
500伏以下的電氣設備選用500~1000伏的兆歐表;瓷瓶、母線、刀閘應選用2500伏以上的兆歐表。
兆歐表測量范圍的選擇原則是:
要使測量范圍適應被測絕緣電阻的數(shù)值免讀數(shù)時產(chǎn)生較大的誤差。
如有些兆歐表的讀數(shù)不是從零開始,而是從1兆歐或2兆歐開始。
這種表就不適宜用于測定處在潮濕環(huán)境中的低壓電氣設備的絕緣電阻。
因為這種設備的絕緣電阻有有可能小于1兆歐,使儀表得不到讀數(shù);
容易誤認為絕緣電阻為零,而得出錯誤結(jié)論。
用兆歐表測量絕緣時,為什么規(guī)定搖測時間為1分鐘?
用兆歐表測量絕緣電阻時,一般規(guī)定以搖測一分鐘后的讀數(shù)為準備。
因為在絕緣體上加上直流電壓后,流過絕緣體的電流(吸收電流)將隨時間的增長而逐漸下降。
而絕緣的直流電阻率是根據(jù)穩(wěn)態(tài)傳導電流確定的,并且不同材料的絕緣體,其絕緣吸收電流的衰減時間也不同。
但是試驗證明,絕大多數(shù)材料其絕緣吸收電流經(jīng)過一分鐘已趨于穩(wěn)定;
所以規(guī)定以加壓一分鐘后的絕緣電阻值來確定絕緣性能的好壞。
數(shù)字式一般由直流電壓變換器將電池電壓轉(zhuǎn)換為直流高壓電作為測試電壓,這個測試電壓施加在被測物上產(chǎn)生的電流經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應的電壓值,然后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字編碼,再經(jīng)微處理器計算處理,由顯示器顯示出相應的電阻值。數(shù)字式兆歐表的電路原理框圖如圖所示。
數(shù)字式兆歐表的電路原理框圖
(1)直流電壓變換器。
直流電壓變換器(DC-DC變換器)將電池電壓轉(zhuǎn)換為直流高壓作為測試電壓,它是數(shù)字式兆歐表的關鍵部分,常見有250V、500V、1000V三種測試電壓(也有2500V、5000V等較高測試電壓)。數(shù)字式兆歐表一般采用脈寬調(diào)制(PWM)型集成控制器將電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為脈寬調(diào)制信號,經(jīng)升壓變壓器轉(zhuǎn)化為高壓脈沖,由倍壓整流(二倍或三倍)平滑成直流高壓測試電壓,其輸出電壓大小是通過輸出電壓控制電路調(diào)節(jié)脈沖寬度來實現(xiàn)的。常見的控制器有UC3840、TL494、SG3524等,這類脈寬調(diào)制型控制器是國際上較為流行的開關電源集成控制器,它包括開關穩(wěn)壓器所需的全部控制電路,例如,誤差放大器、振蕩器、脈寬調(diào)制器、脈沖發(fā)生器、開關管、過流過熱保護等。
(2)電流電壓轉(zhuǎn)換器。
從圖可以看出,電流電壓轉(zhuǎn)換器(I-V轉(zhuǎn)換)由待測電阻Rx、反饋電阻Rf及運算放大器A1組成。它將流經(jīng)被測絕緣電阻Rx的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。
(3)模數(shù)轉(zhuǎn)換器及顯示電路。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)是模擬電路與數(shù)字電路連接的紐帶,也是模擬儀表與數(shù)字儀表的重要標志。精度不高于1%的數(shù)字式兆歐表通常采用ICL7106(或ICL7107)大規(guī)模,ICL7106是帶LCD顯示(ICL7107為LED顯示)的3?位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器,利用其輸入電壓與參考電壓的比值特性可以非常方便地測得電阻值。
電氣設備絕緣性能的好壞,關系到電氣設備的正常運用和操作人員的安全,但是為什么絕緣電阻不能用的歐姆擋來檢查呢?由于一般萬用表的高阻擋是R×10k,如果利用它來進行測量兆歐以上的高值電阻時,表針幾乎不轉(zhuǎn)動而停留在邊沿“∞”處。因此用萬用表測試高值電阻就不能進行。更重要的是萬用表測量電阻時所用電壓比較低,在低電壓下呈現(xiàn)的絕緣電阻值不能反映在高壓作用下的絕緣電阻值。例如測量一只耐壓為160V至250V的金屬膜的漏電流時,如用萬用表R×10k擋檢查很好,可是用兆歐表檢測就發(fā)現(xiàn)金屬膜電容已接近擊穿。因此測量絕緣電阻必須備有高壓電源和高量程的電表進行,而兆歐表卻具備這些條件。
1. 測量歐姆的量程要高
“兆歐”為高值電阻和絕緣電阻的計量單位,1兆歐即等于一百萬歐(或用符號1MΩ=106Ω)。因為利用它測出的單位為“兆歐”,所以叫兆歐表,也叫梅格表、搖表、高阻計、絕緣電阻測試器等名稱。在兆歐表表盤上??逃蟹枴癕Ω”,表示可以作為表盤上刻度數(shù)值的共用單位。符號“MΩ”的讀音為“梅格歐姆”。
2. 儀表本身能提供額定的高壓輸出,具備這一條件的原因是:
第一:表盤刻度為兆歐讀數(shù),則要求表頭靈敏度很高,但我們不能無限制地提高表頭靈敏度。例如萬用表的表頭靈敏度在50μA以下時,它的靈敏度已很高了。為了進一步提高表針偏轉(zhuǎn)能力,可以提高電阻擋的電源電壓來補償,所以萬用表在R×10k擋的電壓為9-15V左右。電源電壓越高,能測量的絕緣電阻就越大,但對于測兆歐以上高阻值還是不夠的。
第二:一切電氣設備、器材都有額定的工作電壓和在額定電壓下的絕緣電阻要求。因此測量絕緣電阻時,可以能在接近額定電壓的測試條件下進行,測得的結(jié)果才能正確。