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如何测量绝缘电阻的阻值?

时间:2019-09-02 来源: 关键字:电阻   电阻   

电阻(R)对导体中的电流起阻碍作用,电阻以欧姆来衡量,用希腊字母Ω表示欧姆。根据电阻值的大小程度,可以在Ω前添加一个前缀形成一个复合单位来表示,例如千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)或毫欧(mΩ)、微欧(μΩ)。根据欧姆定律,电阻限制着电路中的电流,电流用安培(A)来衡量。

●导体与绝缘体

所有的材料对电流都存在一定的电阻。

※导体

导体是指具有很小的电阻,使电子能够非常容易通过的材料。大多数金属都是良导体,铜(Cu)是最为常用的导体;银(Ag)是比铜还要好的导体,但是对于大多数的应用来说银太昂贵了;铝(Al)的传导性不如铜,但是成本较低,并且对类似于架空电力线这样的高压应用来说质量比较轻,正是由于这个原因,铝也常被用作为导体。导体可以是电线、电源线或电缆,可以是裸露的、绝缘的或被遮盖起来。

影响导线电阻的因素包括导线的横截面积、长度、材料和温度。横截面积越大,电阻越小;导线长度越长,电阻越大;温度越高,电阻越大。

※绝缘体

绝缘体是指具有非常高电阻的材料,常见的绝缘材料包括橡胶、塑料、空气、玻璃和纸。当导体绝缘材料受潮湿的影响而退化和/或由于过热而被损伤时,其电阻就会下降。

所有的导体都必须防止可能接触到其它导体、金属零件和人员。导线的绝缘层能够保护导线免受损伤,并隔离导线内的电能,但是并不是电路的所有通电部分都有绝缘体的保护。

当电路的通电部分是裸露时,例如当导线连接到保险丝或断路器面板时,距离或者说是空气间隙,就作为了绝缘体。通电导线和零件之间的距离越大,电阻就越高;电压越高,建立防止不希望的电子流(例如致命的电弧)的电阻所需的空气间隙就越大。

●绝缘电阻测量

在测量绝缘体完整性时,必须使用专门设计用于绝缘电阻测量的仪表。在开始进行绝缘电阻测试之前,首先要进行基本的电压、电流和电阻测量。被测设备的类型和绝缘电阻测试的目的决定了所需的测量项目。对绝缘材料进行的两种基本绝缘电阻测量是绝缘电阻测量和泄漏电流测量,最终产生一个绝缘电阻值。

绝缘体的真实状况是通过利用绝缘电阻测试仪进行绝缘电阻测量确定的。测量是在通电时承载电流的导线和系统中正常工作时无电流流通的其它部分之间进行的。无论电路、系统或电力负载的规模如何,导线都是用来提供适当的电压、电流和功率的;导线上的绝缘层用来防止电流流到设计路径之外。没有什么绝缘体可以完全防止电流通过绝缘体流入到地或其它导体,所有的绝缘体都会通过少量的泄漏电流。

一般来说,泄漏电流非常小,不会引起任何故障,可以忽略;除非泄漏电流达到了一定程度,开始引起电击、温度上升或设备损坏。绝缘体的电阻越高,流经绝缘体的泄漏电流就越小,在刚投入使用时,绝缘体的电阻是最高的。

基本上所有的绝缘体都会随时间退化,使得电阻降低。潮湿、极温、灰尘、污垢、油污、振动、污染和其它机械应力或损伤等因素都会引起绝缘体的退化。绝缘电阻的总值取决于系统中传导性泄漏电流和电容性泄漏电流的大小。

※传导性泄漏电流

 

 

传导性泄漏电流是指流过导线绝缘层的量很小的正常电流。传导性泄漏电流从导线流入到导线,或者从火线流到地。传导性泄漏电流可以根据欧姆定律利用公式确定,或者利用兆欧表进行泄漏电流测量。传导性泄漏电流的增加会导致绝缘层的进一步退化,导线绝缘层的电阻就会降低。

保持绝缘层的清洁和干燥能够保证泄漏电流最小。

※电容性泄漏电流

电容性泄漏电流是指由于电容效应而通过导线绝缘层的电流,当两根或多根导线排列在同一根线管中时就会产生这种效应。

 

 

电介质材料是指具有相对较低的电导率的材料,绝缘体往往被称为电介质材料。距离非常接近的两根导线就形成了一个小电容,导线之间的绝缘层就是电介质,导体就是金属片。

在直流电路中,由于电容性泄漏电流仅持续几秒钟即停止,所以承载直流电压的导线一般产生较小的电容性泄漏电流;交流电压会产生持续的电容性泄漏电流,但是可以在整个排列管线中将导线分开使其降至最小。

※表面泄漏电流

表面泄漏电流是指从导线上被剥去绝缘层进行电气连接的区域流出的电流。在电路中,导线在不同点利用螺帽绝缘头、接头、平接线片、接线柱以及其它连接固定装置进行连接。被剥去绝缘层的连接点就为表面泄漏电流提供了低阻路径,再加上灰尘和水分,就会产生更大的表面泄漏电流。

 

 

表面泄漏电流会导致连接点热量增加,热量增加又会促使绝缘层的退化,从而使导线变得脆弱。使所有的连接都保持清洁和紧固会使表面泄漏电流最小化。在600V及以下的系统中,表面泄漏电流是最小的,在中压(1kV至35kV)应用中,表面泄漏电流即成为了重要的一个因素。

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