絕緣電阻測試儀原理

       絕緣電阻測試儀通常稱(chēng)為兆歐表或高阻計俗稱(chēng)為搖表，是電工常用的一種測量?jì)x表。廣泛用于測量發(fā)電機、馬達、電源變壓器、配線(xiàn)、電器和其它電氣裝置（如控制、信號、通信和電源的電纜）的絕緣電阻。絕緣電阻測試儀主要用來(lái)檢查電氣設備、家用電器或電氣線(xiàn)路對地及相間的絕緣電阻，以保證這些設備、電器和線(xiàn)路工作在正常狀態(tài)，避免發(fā)生觸電傷亡及設備損壞等事故。兆歐表大多采用手搖發(fā)電機供電，故又稱(chēng)搖表。它的刻度是以兆歐（MΩ）為單位的。

絕緣電阻測試儀原理：

絕緣電阻測試儀通過(guò)用一個(gè)電壓激勵被測裝置或網(wǎng)絡(luò )，然后測量激勵所產(chǎn)生的電流，利用歐姆定律測量出電阻。優(yōu)良的兆歐表校準器包括各種可選的電阻器，這點(diǎn)與現代校準器利用合成電阻功能提供的電阻器差別不大。兆歐表校準器與直流/低頻校準器的不同之處在于所需的電阻器范圍，以及耐受的電壓能力不同。例如，與數字多用表（DMM）上配備的歐姆表功能相比，這些電氣測試器在進(jìn)行電阻測量時(shí)施加的電壓要高得多。兆歐表采用的電壓范圍通常從50 V 到高達5 kV；而典型數字多用表的電壓一般小于10 V。對于絕緣測試來(lái)說(shuō)，需要測量的電阻值范圍很大，其上限可達到10 TΩ，所需的電壓更高。

幾乎所有的絕緣測試儀都采用直流電壓作為激勵，所以兆歐表校準器的交流要求很少。許多兆歐表為兩端設備，它提供一個(gè)電壓，并測量由被測設備所決定的電流。量程達到1 TΩ 以及更高的兆歐表通常具有第三個(gè)端子，稱(chēng)為保護端（Guard），對于消除泄漏通路以及被測未知電阻Rx 的并聯(lián)元件非常有用。保護端的目的是消除可能會(huì )產(chǎn)生的泄漏電流來(lái)選擇性地將輸出寄生電阻性元件的影響減小為零。

校準這些儀器時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題是找到合適的電阻器，當然是首先要足夠；還需要電阻值足夠大，使其能夠承受高直流電壓。此外，對于應該采用什么樣的電阻值來(lái)進(jìn)行校準，兆歐表制造商并沒(méi)有統一的標準，所以就需要各種各樣的電阻值。通過(guò)了解各種不同的絕緣測試儀，可以知道它們需要不同的性能檢查點(diǎn)。例如，某個(gè)測試儀需要測試50 kΩ，而另一款測試儀則需要測試60 kΩ，再一款又需要測試100 kΩ，等等。

“通用”的多功能電氣/電子校準器不能用于校準絕緣電阻測試儀，因為它們的電阻器通常僅僅能夠處理有限的電壓，常常zui高不過(guò)20 V。絕緣電阻校準器所面臨的挑戰是將這些特殊需要集成到一款經(jīng)濟、緊湊和便攜的解決方案中。

合成電阻

合成電阻的方法由于受到設計成本和尺寸規格的限制被排除在外，現在采用的是分立式高壓電阻器矩陣的方法，組成一個(gè)陣列，能夠提供五十多萬(wàn)種電阻值輸出。在這種校準器中，有8個(gè)范圍的電阻值，覆蓋了10 kΩ到10 GΩ 的范圍，每個(gè)范圍均能提供4.5 位的穩定輸出。

收集合適的高壓電阻器并將其集成到一個(gè)儀器內又存在另一項挑戰。這就是與歐盟CE認證的一項強制性要求《低電壓指令》（Low Voltage Directive）相關(guān)的安全性標準挑戰。與儀器制造商相關(guān)的標準是EN 61010－ 測量、控制和實(shí)驗室用電氣設備的安全要求（Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use）。

低電壓指令要求將校準器電壓限制為1000 Vrms。那么如何校準測試電壓高達5 kV 的兆歐表呢？這類(lèi)儀器具有更寬的動(dòng)態(tài)范圍，可測量高到10 TΩ 的電阻，并且提供了如上所述的保護端子，使其能夠準確測量非常高的電阻值。幸運的是，這樣的保護配置可以使其本身形成一個(gè)電阻倍增器，能夠有效地將一個(gè)已知電阻倍增為1000 倍，如圖2的例子所示[3]。同樣重要的是，由于倍增器是一個(gè)分立、隔離、獨立的設備，可以滿(mǎn)足倍增器所需的高電壓，它已經(jīng)不是《低電壓指令》所管轄的范圍。

范圍通常從50 V 到高達5 kV；而典型數字多用表的電壓一般小于10 V。對于絕緣測試來(lái)說(shuō)，需要測量的電阻值范圍很大，其上限可達到10 TΩ，所需的電壓更高。