解析绝缘电阻测试屏蔽环装设不同位置的比较

在实际测试中，常用兆欧表测试电力设备的绝缘强度。被试设备周围电磁场干扰、测量时间、环境温度、测量电压、环境湿度、接线方法、绝缘油性能等都将影响绝缘电阻的测试结果。在试验中忽视某些小问题，可能会做出错误的判断，给检修工作带来不必要的麻烦。为保证测量值的准确性，需针对性的采取措施，以保证试验结果的准确度。本文主要分析了因被试设备表面潮湿、污秽等状况下需装设屏蔽环的情况。

屏蔽线测试原理分析

试品的绝缘电阻主要有绝缘电阻体积绝缘电阻和表面绝缘电阻两部分。体积绝缘电阻是电介质自身对电导电流呈现的阻力，表面绝缘电阻主要是电介质表面的电导电流遇到的阻力。其中固体绝缘材料由于表面经常吸附如水分和污物的电杂质，其表面电导能力远远大于体积电导能力，测试时所测量的是体积绝缘电阻。

为消除被试设备表面或其他不需要测量的部分泄漏电流的影响，在其表面加设屏蔽环测绝缘电阻。下面对屏蔽环的装设位置进行比较分析。

当R2为有限值时，

U=Ix·Rx+Ix·Ra·R2/(Ra+R2)

Ua=U2 Ix=Ia+I2

联立解得 Ia= R2·U/ (Rx ·Ra + R2·Ra+ R2·Rx)

兆欧表指针偏角 α=f(Iv/Ia)

= f(Rx ·Ra / R2·Rv)+ f(Rx +Ra / Rv) (1)

当R2为无限大时，

I2=0，β= f(Iv/Ia) =f(Rx +Ra / Rv)

α=f(Rx ·Ra / R2·Rv) +β (2)

由(1)、(2)得

α-β=f(Rx ·Ra / R2·Rv)=K f(1 / R2) (3)

设Ra / R2=M,则α-β= M·f(Rx / Rv)

≈M·β (4)

由图1可见，R2与Ra并联，当R2→∞时，Ia = Ix，即此时测出的试品绝缘电阻为真实值，换言之，表面状况的影响可忽略。

对于某一兆欧表，Ra、Rv是仪器本身固有的，不会随测量试品的不同而改变，为不变的常数。对于测试的试品本身，Rx是固定不变的。由式(3)， (α-β)取决于R2，R2越大，(α-β)越小，即测量误差越小，反之亦然。由式(4)，对某一型号的兆欧表，Ra=3.6MΩ，当R2为100 MΩ时，相对误差为3.6%。国产 ZC 系列兆欧表的限流电阻为 5～10MΩ，屏蔽环装设位置不当，会使测得的绝缘电阻值偏高。故在测试过程中，屏蔽环装设在试品中下部，即靠近接地端较合适，但对屏蔽环与接地端间试品的绝缘强度有一定的要求。

在实际工作中，常用的屏蔽方法是采用直流泄漏电流试验的接法，屏蔽线设置在高压端远离接地部分，即靠近L端装设，使屏蔽环与接地端之间的表面电阻增大，减小了兆欧表的负载，使兆欧表的输出电压不至于因为加装屏蔽环而造成明显的下降。

试验验证

针对屏蔽环装设在试品的不同位置，通过测试避雷器的绝缘电阻进行比较，结果如下：

表1 R2取值不同时，避雷器绝缘电阻测量值(Rx= 3000 MΩ)

根据试验结果，当R2≥100MΩ时，屏蔽线的放置位置致使相对误差变化较小，对某一型号的兆欧表，按式(4)计算，取Ra=3.6MΩ，当R2为 50 MΩ时，相对误差为7.2%，当R2为10MΩ时，相对误差为36%。对测试绝缘电阻时，选用不同的兆欧表，首先应确定兆欧表的Ra的参数，根据试品外部污秽、潮湿等状况再确定屏蔽线的装设位置，以防误测。

结束语

电气设备的绝缘电阻可由兆欧表简便测出，测量时应根据试品的具体状况等各种因素的影响选取兆欧表进行测试，防止因测量误差造成判断错误。