指針式絕緣電阻表的結構與工作原理

　　(1)指針式絕緣電阻表的結構 常見(jiàn)的指針式絕緣電阻表結構主要由手搖直流發(fā)電機、磁電系比率表及測量線(xiàn)路構成。

　?、偈謸u發(fā)電機。手搖發(fā)電機一般由發(fā)電機、搖動(dòng)手柄、傳動(dòng)齒輪等組成。這種發(fā)電機的容量很小，但在標準轉速(120r/min)下會(huì )產(chǎn)生較高的電壓。常見(jiàn)的電壓等級有100V、250V、500V、1000V、2500V等。

　?、诖烹娤当嚷时?。一般由磁路部分、電路部分、指針等組成，如圖1所示。

圖1 磁電系比率表的組成

　　磁路部分由永久磁鐵、極掌、帶缺口的圓柱形鐵芯等構成。電路部分由兩個(gè)可動(dòng)的線(xiàn)圈(稱(chēng)之為動(dòng)圈)構成。兩個(gè)動(dòng)圈彼此相交成一固定夾角，連同指針固定在同一軸上。動(dòng)圈中的電流是通過(guò)導流絲導入的，當通入電流后，兩個(gè)動(dòng)圈內部的電流方向是相反的。此外，動(dòng)圈內是帶缺口的圓柱形鐵芯，所以磁路空氣隙內的磁場(chǎng)是不均勻的。

　　(2)絕緣電阻表工作原理 絕緣電阻表的測量電路2所示，虛線(xiàn)框內為表內部電路，交流發(fā)電機發(fā)出的交流電壓經(jīng)二極管VD1、VD2和電容器C1、C2整流、濾波后成為直流電壓，加在被測電阻Rx上。表外部有3個(gè)接線(xiàn)端子，L端子叫線(xiàn)路端子;E端子叫接地端子;G端子叫屏蔽端子(又叫保護環(huán))，其內部直接與發(fā)電機負極相連。在測量電纜絕緣電阻時(shí)要使用G端子。

圖2 絕緣電阻表的測量電路

　　測量時(shí)兩個(gè)動(dòng)圈中的電流I1、I2流向不同，I1產(chǎn)生的轉動(dòng)力矩M1和I2產(chǎn)生的轉動(dòng)力矩M2也相反，當兩個(gè)力矩平衡時(shí)，指針停留在某一個(gè)位置，相應偏轉角為α，α將由兩個(gè)動(dòng)圈內電流比決定，即α=F(I1/I2)，而與測量電路中的電源電壓無(wú)關(guān)。

　　由圖2中可以看出，動(dòng)圈1、內附電阻R1與被測電阻Rx串聯(lián);動(dòng)圈2和內附電阻凡串聯(lián)，它們接到發(fā)電機的兩端，并承受發(fā)電機發(fā)出的測量電壓。此時(shí)線(xiàn)圈中電流大小為　　

　　因為F是常數，由式(8-1)可知，當表的結構一定時(shí)，即R1、R2、r1、r2均為定值;U一定時(shí)，絕緣電阻表的指針偏轉角大小只取決于兩只動(dòng)圈中電流的比值，因此稱(chēng)為比率表。電流I2是一個(gè)不變的常數，電流I1的大小與被測電阻Rx有關(guān)。

　　當被測電阻Rx=0時(shí)，I1為最大，I1/ I2的比值最大，此時(shí)動(dòng)圈1產(chǎn)生的轉動(dòng)力矩M1最大，偏轉角α也最大，指針向右偏轉到最大位置，即指針指向零位;當被測電阻RX=∞(無(wú)窮大)時(shí)，I1趨近于零，此時(shí)動(dòng)圈1的轉動(dòng)力矩M1也為零，在I2所產(chǎn)生的反作用力矩M2的作用下，指針向左偏到∞位置。在此種情況下，由于動(dòng)圈2正好轉到鐵芯缺口處，由I2所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與缺口處由永久磁鐵產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)方向一致，這時(shí)不再產(chǎn)生反作用力矩，線(xiàn)圈停止轉動(dòng)。

　　由式(8-1)還可知，絕緣電阻表標度尺的刻度是不均勻的，測量范圍是0～∞，但實(shí)際上這疋不可能的，因為在其標度尺上只有部分刻度能有較為準確的讀數，如0～100MΩ、0～250MΩ，0～500MΩ等。

　　另外，由于磁電系比率表沒(méi)有產(chǎn)生反作用力的游絲，所以一般絕緣電阻表在不用狀態(tài)下，其指針可停在任意位置，但在正常放置(水平)條件下，指針一般指在標度尺中間的位置附近。

　　絕緣電阻表由手搖發(fā)電機產(chǎn)生的電壓是很不穩定的，所發(fā)出電壓的高低與搖動(dòng)手柄的速度有關(guān)。但由磁電系比率表的原理可知，其指針偏轉角度只與電流I1和I2有關(guān)，而與發(fā)電機輸出電壓無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，發(fā)電機輸出電壓不穩是不會(huì )影響指針偏轉角的。但是需要說(shuō)明的是，若手搖速度過(guò)慢，則發(fā)電機產(chǎn)生的電壓太低，將使兩個(gè)動(dòng)圈產(chǎn)生力矩減小，此時(shí)由于通電用導流絲有一定的彈性力矩，這一力矩將對可動(dòng)部分有一定影響，因此測量結果就會(huì )產(chǎn)生誤差。同時(shí)發(fā)電機產(chǎn)生的電壓達不到額定值，其測出的絕緣電阻是不符合要求的。所以，在使用時(shí)應保持120r/min的額定轉速，不能忽快忽慢。有些絕緣電阻表內部裝有限速裝置，能限制發(fā)電機轉速，并使之以恒速轉動(dòng)，以保證測量的準確性。

　　華意電力是國內專(zhuān)業(yè)的電力承裝(修、試)資質(zhì)及電力承試設備研發(fā)生產(chǎn)企，專(zhuān)業(yè)針對不同電壓等級的試驗需求，定制不同配置的電氣試驗產(chǎn)品。華意電力24小時(shí)為您服務(wù)：400-060-1718。

歡迎關(guān)注微信公眾號：華意電力