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绝缘电阻测试仪的充电能力对容性试品绝缘测试的影响

时间：2019-09-06

“中华人民共和国电力行业标准DL/T 845.1－2004 电子式绝缘电阻表”中，“5.7输出短路电流”条和“6.5工作电压建立时间”条，对电子式绝缘电阻表的输出短路电流和工作电压建立时间给出了要求。这是因为绝缘电阻表的这两项能力指标对于变压器、电缆、电机等大型设备绝缘电阻、吸收比、极化指数的准确测量具有极大的影响。
下面我们就这两项指标对绝缘测试的影响及检测方法作一些粗简的定量分析，给电力系统作绝缘检测的工程技术人员提供一个参考。

绝缘电阻测试仪输出短路电流的大小可反映出该绝缘电阻表内部输出高压源内阻的大小。当被测试品存在电容量时，在测试过程的开始阶段，绝缘电阻表内的高压源要通过其内阻向该电容充电，并逐步将电压充到绝缘电阻表的输出额定高压值。

这种状态如下图示
显然，如果试品的电容量值很大，或高压源内阻很大，这一充电过程的耗时就会加长。其时间可由R内和C负载的乘积τ决定（单位为秒）。

试品上的端电压即电容C上的电压由下式决定：

…………………………………（1式）

式中：UC为试品上的端电压

       t为试品施加高压的时间

      τ（= RX·C）为时间常数，其中RX = r//R

请注意，给电容充电的电流IC与被测试品绝缘电阻上流过的电流IR，在测试中是一起组成IX,, 并流入绝缘电阻表内作为被测电流。即绝缘电阻表测得的电流不仅有绝缘电阻上的分量，也加入了电容充电电流分量，这使测得的绝缘电阻值偏小。

例如：

额定电压为5000V的绝缘电阻表，若其短路输出电流为80μA，

其内阻为：5000V/80μA＝62MΩ

如果试品容量为0.15μF，则时间常数τ=62MΩ×0.15μF≈9 (秒)

在18秒时刻，我们按（1式）计算得到，电容上的电压（B点）仅为4323V,

试品与高压源间的电压差（A、B点间）为：5000V－4323V=676V

则充电电流应为：676V÷60 MΩ=11.3μA。

由此可见，仅由充电电流而形成的等效电阻为：

5000V÷11.3μA＝442MΩ

若正确绝缘值为1000MΩ，则显示的测得绝缘值仅为306MΩ。

这种试值已不能反映绝缘值的真实状况了，而且试值主要是随容性负载容量的变化而改变，即容量小，测试阻值大；容量大，测试阻值小。它会使吸收比值R60S/R15S严重偏大。

所以，为保障准确测得R15S，R60S的试值，应选用充电速度快的大容量绝缘电阻表。

“DL/T 845.1－2004 电子式绝缘电阻表”中, 要求绝缘电阻表输出短路电流应大于0.5mA、1 mA、2 mA、5 mA，要求高的场合应尽量选择输出短路电流较大的绝缘电阻表。

按如下图示的检定方法，可鉴别绝缘电阻表的充电能力及其对吸收比R60S/R15S测量的影响量。
武汉华意电力科技公司

图中：C可采用CBB型无极化优良品质的电容，且吸收电荷极少；容量为0.15μ/6.3kV R可采用5000MΩ/5kV的电阻。

当测量时间为15秒时，仪器显示应为R15S＞4750 MΩ(因有电容C存在，所以被测阻值要比标称值小5%);

当测量时间为60秒时，仪器显示应为R60S=5000MΩ，吸收比应为R60S/R15S≤1.05。说明：在第15秒时刻，仪器向电容C充电的电流越小，表示仪器的充电能力越强，吸收比就越趋于“1”。在现场测试的吸收比才越准确。