影響絕緣電阻測(cè)量值的主要因素分析與研究

在電氣設(shè)備檢驗(yàn)中，絕緣電阻是安全性能一項(xiàng)非常重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)其測(cè)量通常采用在被測(cè)絕緣體兩端施加恒定的直流電壓，測(cè)量其間流過(guò)的直流電流的大小和變化情況，以此判斷絕緣材料的優(yōu)劣。值得我們注意的是：絕緣電阻測(cè)量值不是一個(gè)恒定不變的數(shù)值，它易受外界諸多因素的影響而發(fā)生變化。

　　本文著重論述濕度、絕緣材料表面狀況以及測(cè)量?jī)x器使用不當(dāng)?shù)纫蛩貙?duì)絕緣電阻測(cè)量值的影響。旨在安全性能檢驗(yàn)中具有指導(dǎo)作用。

　　1 ．檢測(cè)目的為了保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行和操作者的人身安全，應(yīng)對(duì)其不同相的導(dǎo)電體之間，或?qū)щ婓w與外殼 ( 地 ) 之間的絕緣電阻規(guī)定一個(gè)最低限值。通過(guò)測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻，達(dá)到如下目的：

　　(1) 了解絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣性能。

　　(2) 了解電器產(chǎn)品絕緣處理質(zhì)量。

　　(3) 了解絕緣受潮及污染情況。

　　(4) 檢驗(yàn)絕緣是否能承受耐電壓試驗(yàn)。若在電氣設(shè)備的絕緣電阻低于某一限值時(shí)進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)，則會(huì)產(chǎn)生較大的試驗(yàn)電流，以致造成熱擊穿而損壞電氣絕緣結(jié)構(gòu)。因此，在耐電壓試驗(yàn)之前，要先測(cè)量絕緣電阻。

　　(5) 檢驗(yàn)電氣設(shè)備能否通電運(yùn)行。若在電氣設(shè)備的絕緣電阻低于規(guī)定限值時(shí)將該設(shè)備通電運(yùn)行，則會(huì)因其有較大的泄漏電流而危及人身安全。

　　2 ．絕緣電阻的性質(zhì)絕緣電阻實(shí)質(zhì)上就是被測(cè)絕緣體的兩端施加的恒定直流電壓與其間流過(guò)的直流電流之比。即： R="U/I" 直流電流是沿絕緣體表面的泄漏電流與通過(guò)絕緣體內(nèi)部的電導(dǎo)電流之和。即： I="Iv"+Is 。

　　故絕緣電阻系體積絕緣電阻 Rv 與表面絕緣電阻 Rs 的并聯(lián)值，即： R="Rv" · Rs ／ (Rv+Rs) 。

　　3 ．影響測(cè)量值的主要因素在實(shí)際測(cè)量中．很難把體積絕緣電阻和表面絕緣電阻分開。特別是表而絕緣電阻，因其極易受到表面污穢或測(cè)量環(huán)境大氣濕度的影響．有時(shí)會(huì)在總絕緣電阻中占主導(dǎo)地位。

　　(1) 濕度的影響表 1 中的一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明濕度對(duì)絕緣電阻測(cè)量的影響。由表 1 可見，絕緣電阻對(duì)濕度變化是很敏感的。相對(duì)濕度增加，絕緣電阻降低。當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度大于 75 ％時(shí)，一般在絕緣材料表面上開始出現(xiàn)微小的水珠或薄薄的水膜。實(shí)際上，表面絕緣電阻下降的速度要遠(yuǎn)大于體積絕緣電阻。

　　(2) 表面污穢的影響彌漫在大氣中的污穢物沉積在運(yùn)行設(shè)備的絕緣體表面。形成污穢層。其中包含著可溶的電導(dǎo)性物質(zhì)和不可溶的吸水性物質(zhì)。在干燥的條件下。這些污穢物的電阻很大，對(duì)絕緣性的介電性能影響不大。但在空氣濕度較高的情況下，空氣中的水分或污穢層受到濕潤(rùn)、可溶的導(dǎo)電物質(zhì)在溶解后使絕緣體表面污穢層的電導(dǎo)急劇增加，而不可溶的吸水性物質(zhì)則保持水分并起促進(jìn)污穢層電導(dǎo)增大的作用。在外加電壓作用下，絕緣體表面泄漏電流亦隨之大幅度增加，從而明顯降低絕緣材料的絕緣特性，甚至導(dǎo)致絕緣體污穢層發(fā)熱，產(chǎn)生局部電弧甚至全面閃絡(luò)。

　　(3) 兆歐表使用不當(dāng)?shù)挠绊?

　　1) 使用不同電壓等級(jí)兆歐表，測(cè)得的絕緣電阻值不同。一般情況下，用電壓較高的兆歐表測(cè)量的讀數(shù)可能較低。

　　2) 測(cè)量時(shí)兆歐表轉(zhuǎn)速不同，測(cè)得的絕緣電阻值不同。因?yàn)檎讱W表內(nèi)手搖發(fā)電機(jī)輸出的電壓是不穩(wěn)定的。其大小與手搖的速度有關(guān)。如發(fā)電機(jī)輸出的電壓過(guò)低，使轉(zhuǎn)子力矩較小，則導(dǎo)流絲的殘余力矩影響測(cè)量結(jié)果；電氣設(shè)備的電容特性也會(huì)因轉(zhuǎn)速不穩(wěn)而使讀數(shù)不準(zhǔn)。

　　3) 指示結(jié)果低于中心刻度時(shí)，兆歐表測(cè)試電壓會(huì)降低，導(dǎo)致絕緣電阻測(cè)量值不準(zhǔn)。由于手搖發(fā)電機(jī)自身特性，用同一兆歐表測(cè)量不同的絕緣電阻時(shí)，其端子上的測(cè)試電壓是不同的。只有在大于兆歐表的中心刻度時(shí)，其輸出的測(cè)試電壓才能保證大于額定電壓的 90 ％。

　　4) 絕緣電阻值還受溫度、機(jī)械震動(dòng)等因素的影響。溫度的升高導(dǎo)致絕緣材料離子活動(dòng)和游離機(jī)會(huì)的增加，使離子數(shù)目相應(yīng)增多，離子性電導(dǎo)電流加大，絕緣電阻下降；強(qiáng)烈、持續(xù)震動(dòng)可導(dǎo)致絕緣材料原有的物理和機(jī)械性能的改變，破壞其絕緣強(qiáng)度。

　　4 ．結(jié)束語(yǔ)實(shí)際上，電氣設(shè)備內(nèi)置絕緣材料的電阻系數(shù)，不論是體積電阻系數(shù)，還是表面電阻系數(shù)，一般都是很高的。因此，在測(cè)量絕緣電阻的回路中流過(guò)的電流很小。如果在測(cè)量技術(shù)上稍不注意，外界干擾和漏電會(huì)使測(cè)量結(jié)果有較大的誤差。

　　絕緣電阻隨著電氣設(shè)備所處的環(huán)境以及測(cè)量條件的不同可以發(fā)生很大變化，如果在測(cè)量前不進(jìn)行任何處理，試驗(yàn)條件不符合規(guī)定，則會(huì)降低測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　此外．由于介質(zhì)的吸收性能不同，絕緣電阻也常隨加壓時(shí)間的長(zhǎng)短而變化。

　　為了提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性，必須對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行分析，采取必要措施防止外界干擾和漏電，并對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行試驗(yàn)前的處理和規(guī)定試驗(yàn)條件。在工作條件允許的情況下，應(yīng)選用安全性能綜合測(cè)試儀。避免兆歐表自身缺陷帶來(lái)的影響。