智能雙顯絕緣電阻測試儀工作原理

，通常被(bei)稱(cheng)為數字兆(zhao)歐表(biao)或高阻(zu)計(ji)，廣泛用(yong)于測量發(fa)電(dian)(dian)機、馬(ma)達、電(dian)(dian)源變壓器、配線(xian)、電(dian)(dian)器和其它電(dian)(dian)氣裝置（如控制、信(xin)號、通信(xin)和電(dian)(dian)源的電(dian)(dian)纜）的絕(jue)緣電(dian)(dian)阻(zu)。它們往(wang)往(wang)被(bei)用(yong)于例行維護(hu)程(cheng)序中來指示電(dian)(dian)機在數月或數年內絕(jue)緣電(dian)(dian)阻(zu)的變化(hua)。絕(jue)緣電(dian)(dian)阻(zu)發(fa)生大的變化(hua)，就(jiu)可能預示著潛在的故(gu)障。所以，就(jiu)需(xu)要對兆(zhao)歐表(biao)進行定期校準，以確保儀表(biao)本身沒有隨時間發(fa)生變化(hua)。

兆歐(ou)(ou)(ou)表(biao)通(tong)過用一個電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)激(ji)勵被測裝置或網(wang)絡，然后測量激(ji)勵所產生的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流，利(li)用歐(ou)(ou)(ou)姆定律測量出電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。優良的(de)(de)(de)(de)校(xiao)準器(qi)(qi)包括各種(zhong)可選的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)(qi)，這點與(yu)現(xian)代校(xiao)準器(qi)(qi)利(li)用合成電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)功(gong)能(neng)提供(gong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)(qi)差(cha)別不大。兆歐(ou)(ou)(ou)表(biao)校(xiao)準器(qi)(qi)與(yu)直流/低頻(pin)校(xiao)準器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)之處(chu)在于所需(xu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)器(qi)(qi)范(fan)圍，以及耐受的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)能(neng)力不同(tong)。例如，與(yu)數字多用表(biao)（DMM）上(shang)配備的(de)(de)(de)(de)歐(ou)(ou)(ou)姆表(biao)功(gong)能(neng)相比，這些(xie)電(dian)(dian)(dian)氣測試器(qi)(qi)在進行電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)測量時施加的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)要高得多。兆歐(ou)(ou)(ou)表(biao)采(cai)用的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)范(fan)圍通(tong)常從50V到高達5 kV；而典(dian)型數字多用表(biao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)一般小(xiao)于10 V。對(dui)于絕緣(yuan)測試來說，需(xu)要測量的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)值范(fan)圍很大，其上(shang)限可達到10TΩ，所需(xu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)更高。

幾乎所(suo)有的都采用(yong)(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)壓作為(wei)激勵，所(suo)以(yi)兆(zhao)歐表校準器的交(jiao)流(liu)要求很(hen)少(shao)。許多兆(zhao)歐表為(wei)兩(liang)端設(she)備(bei)，它提(ti)供一個電(dian)壓，并(bing)測(ce)量由被測(ce)設(she)備(bei)所(suo)決(jue)定的電(dian)流(liu)。量程達到1TΩ 以(yi)及(ji)更高的兆(zhao)歐表通(tong)常具(ju)有第三個端子，稱為(wei)保護(hu)端（Guard），對于消除(chu)泄漏(lou)通(tong)路(lu)以(yi)及(ji)被測(ce)未知電(dian)阻(zu)Rx的并(bing)聯元(yuan)件非常有用(yong)(yong)。保護(hu)端的目的是消除(chu)可能會(hui)產生的泄漏(lou)電(dian)流(liu)來選(xuan)擇(ze)性地將輸(shu)出寄(ji)生電(dian)阻(zu)性元(yuan)件的影響減小(xiao)為(wei)零。

校準這些儀(yi)器時(shi)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)問題是找到合適(shi)的(de)電(dian)(dian)阻器，當然是首先要(yao)(yao)(yao)(yao)足(zu)夠精(jing)Q；還需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)電(dian)(dian)阻值足(zu)夠大(da)，使其能(neng)夠承(cheng)受高直流電(dian)(dian)壓。此外，對于應該采用什么樣(yang)(yang)的(de)電(dian)(dian)阻值來進行(xing)校準，兆歐(ou)表制造商(shang)并沒(mei)有統一(yi)的(de)標準，所以(yi)就(jiu)需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)各(ge)種各(ge)樣(yang)(yang)的(de)電(dian)(dian)阻值。通過了(le)解各(ge)種不同的(de)絕緣測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)儀(yi)，可以(yi)知道(dao)它們需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)不同的(de)性(xing)能(neng)檢查(cha)點。例如，某個(ge)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)儀(yi)需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)50kΩ，而(er)另(ling)一(yi)款測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)儀(yi)則需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)60kΩ，再一(yi)款又需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)100 kΩ，等等。

“通用(yong)”的多功能電(dian)氣/電(dian)子校準器不能用(yong)于校準絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻測試儀，因為它(ta)們的電(dian)阻器通常(chang)僅僅能夠處理有限的電(dian)壓，常(chang)常(chang)g不過20V。絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻校準器所(suo)面(mian)臨的挑戰(zhan)是將(jiang)這(zhe)些特殊需(xu)要集成到一款(kuan)經濟、緊湊(cou)和便攜(xie)的解決方案中。

合成(cheng)電(dian)阻(zu)的(de)方(fang)法(fa)由于受到設計成(cheng)本和尺寸(cun)規(gui)格(ge)的(de)限制(zhi)被排除在外(wai)。采用(yong)的(de)是分立式高(gao)壓電(dian)阻(zu)器矩陣的(de)方(fang)法(fa)，組(zu)成(cheng)一個陣列，能(neng)夠提供500,000多種(zhong)電(dian)阻(zu)值輸出。在這種(zhong)校準(zhun)器中，有8個范(fan)圍(wei)的(de)電(dian)阻(zu)值，覆蓋了(le)10kΩ到10 GΩ的(de)范(fan)圍(wei)，每個范(fan)圍(wei)均能(neng)提供4.5 位的(de)穩定(ding)輸出。

收集合適(shi)的(de)高壓(ya)電阻器(qi)并將其集成到(dao)一(yi)(yi)個儀器(qi)內又存在另一(yi)(yi)項挑戰。這就是(shi)與(yu)歐盟CE認證(zheng)的(de)一(yi)(yi)項強制(zhi)(zhi)(zhi)性要求(qiu)《低電壓(ya)指(zhi)令》相關的(de)安(an)全(quan)性標準(zhun)挑戰。與(yu)儀器(qi)制(zhi)(zhi)(zhi)造商相關的(de)標準(zhun)是(shi)EN 61010－測(ce)量、控制(zhi)(zhi)(zhi)和實驗室(shi)用(yong)電氣(qi)設備的(de)安(an)全(quan)要求(qiu)。

低(di)電(dian)壓(ya)指令要求將校(xiao)準(zhun)器(qi)電(dian)壓(ya)限制為(wei)1,000Vrms。那么如(ru)何校(xiao)準(zhun)測試電(dian)壓(ya)高(gao)達5 kV 的(de)(de)兆歐表呢？這(zhe)類儀器(qi)具有(you)更寬的(de)(de)動態范(fan)圍，可測量(liang)(liang)高(gao)到10TΩ的(de)(de)電(dian)阻，并且提供(gong)了如(ru)上(shang)所述的(de)(de)保護端子(zi)，使(shi)其(qi)能夠準(zhun)確測量(liang)(liang)非常高(gao)的(de)(de)電(dian)阻值。幸運的(de)(de)是，這(zhe)樣的(de)(de)保護配置(zhi)可以使(shi)其(qi)本身形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)電(dian)阻倍(bei)增器(qi)，能夠有(you)效地將一(yi)(yi)個(ge)已知電(dian)阻倍(bei)增為(wei)1000倍(bei)。同樣重要的(de)(de)是，由于倍(bei)增器(qi)是一(yi)(yi)個(ge)分(fen)立(li)、隔離、獨立(li)的(de)(de)設備，可以滿足倍(bei)增器(qi)所需的(de)(de)高(gao)電(dian)壓(ya)，它(ta)已經(jing)不(bu)是《低(di)電(dian)壓(ya)指令》所管轄(xia)的(de)(de)范(fan)圍。