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如何測量絕緣電阻的阻值?

電阻(R)對導(dǎo)體中的電流起阻礙作用,電阻以歐姆來衡量,用希臘字母Ω表示歐姆。根據(jù)電阻值的大小程度,可以在Ω前添加一個前綴形成一個復(fù)合單位來表示,例如千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)或毫歐(mΩ)、微歐(μΩ)。根據(jù)歐姆定律,電阻限制著電路中的電流,電流用安培(A)來衡量。

導(dǎo)體與絕緣體

所有的材料對電流都存在一定的電阻。

導(dǎo)體

導(dǎo)體是指具有很小的電阻,使電子能夠非常容易通過的材料。大多數(shù)金屬都是良導(dǎo)體,銅(Cu)是最為常用的導(dǎo)體;銀(Ag)是比銅還要好的導(dǎo)體,但是對于大多數(shù)的應(yīng)用來說銀太昂貴了;鋁(Al)的傳導(dǎo)性不如銅,但是成本較低,并且對類似于架空電力線這樣的高壓應(yīng)用來說質(zhì)量比較輕,正是由于這個原因,鋁也常被用作為導(dǎo)體。導(dǎo)體可以是電線、電源線或電纜,可以是裸露的、絕緣的或被遮蓋起來。

影響導(dǎo)線電阻的因素包括導(dǎo)線的橫截面積、長度、材料和溫度。橫截面積越大,電阻越??;導(dǎo)線長度越長,電阻越大;溫度越高,電阻越大。

絕緣體

絕緣體是指具有非常高電阻的材料,常見的絕緣材料包括橡膠、塑料、空氣、玻璃和紙。當(dāng)導(dǎo)體絕緣材料受潮濕的影響而退化和/或由于過熱而被損傷時,其電阻就會下降。

所有的導(dǎo)體都必須防止可能接觸到其它導(dǎo)體、金屬零件和人員。導(dǎo)線的絕緣層能夠保護(hù)導(dǎo)線免受損傷,并隔離導(dǎo)線內(nèi)的電能,但是并不是電路的所有通電部分都有絕緣體的保護(hù)。

當(dāng)電路的通電部分是裸露時,例如當(dāng)導(dǎo)線連接到保險(xiǎn)絲或斷路器面板時,距離或者說是空氣間隙,就作為了絕緣體。通電導(dǎo)線和零件之間的距離越大,電阻就越高;電壓越高,建立防止不希望的電子流(例如致命的電弧)的電阻所需的空氣間隙就越大。

絕緣電阻測量

在測量絕緣體完整性時,必須使用專門設(shè)計(jì)用于絕緣電阻測量的儀表。在開始進(jìn)行絕緣電阻測試之前,首先要進(jìn)行基本的電壓、電流和電阻測量。被測設(shè)備的類型和絕緣電阻測試的目的決定了所需的測量項(xiàng)目。對絕緣材料進(jìn)行的兩種基本絕緣電阻測量是絕緣電阻測量和泄漏電流測量,最終產(chǎn)生一個絕緣電阻值。

絕緣體的真實(shí)狀況是通過利用絕緣電阻測試儀進(jìn)行絕緣電阻測量確定的。測量是在通電時承載電流的導(dǎo)線和系統(tǒng)中正常工作時無電流流通的其它部分之間進(jìn)行的。無論電路、系統(tǒng)或電力負(fù)載的規(guī)模如何,導(dǎo)線都是用來提供適當(dāng)?shù)碾妷?、電流和功率的;?dǎo)線上的絕緣層用來防止電流流到設(shè)計(jì)路徑之外。沒有什么絕緣體可以完全防止電流通過絕緣體流入到地或其它導(dǎo)體,所有的絕緣體都會通過少量的泄漏電流。

一般來說,泄漏電流非常小,不會引起任何故障,可以忽略;除非泄漏電流達(dá)到了一定程度,開始引起電擊、溫度上升或設(shè)備損壞。絕緣體的電阻越高,流經(jīng)絕緣體的泄漏電流就越小,在剛投入使用時,絕緣體的電阻是最高的。

基本上所有的絕緣體都會隨時間退化,使得電阻降低。潮濕、極溫、灰塵、污垢、油污、振動、污染和其它機(jī)械應(yīng)力或損傷等因素都會引起絕緣體的退化。絕緣電阻的總值取決于系統(tǒng)中傳導(dǎo)性泄漏電流和電容性泄漏電流的大小。

傳導(dǎo)性泄漏電流

傳導(dǎo)性泄漏電流是指流過導(dǎo)線絕緣層的量很小的正常電流。傳導(dǎo)性泄漏電流從導(dǎo)線流入到導(dǎo)線,或者從火線流到地。傳導(dǎo)性泄漏電流可以根據(jù)歐姆定律利用公式確定,或者利用兆歐表進(jìn)行泄漏電流測量。傳導(dǎo)性泄漏電流的增加會導(dǎo)致絕緣層的進(jìn)一步退化,導(dǎo)線絕緣層的電阻就會降低。

保持絕緣層的清潔和干燥能夠保證泄漏電流最小。

電容性泄漏電流

電容性泄漏電流是指由于電容效應(yīng)而通過導(dǎo)線絕緣層的電流,當(dāng)兩根或多根導(dǎo)線排列在同一根線管中時就會產(chǎn)生這種效應(yīng)。

電介質(zhì)材料是指具有相對較低的電導(dǎo)率的材料,絕緣體往往被稱為電介質(zhì)材料。距離非常接近的兩根導(dǎo)線就形成了一個小電容,導(dǎo)線之間的絕緣層就是電介質(zhì),導(dǎo)體就是金屬片。

在直流電路中,由于電容性泄漏電流僅持續(xù)幾秒鐘即停止,所以承載直流電壓的導(dǎo)線一般產(chǎn)生較小的電容性泄漏電流;交流電壓會產(chǎn)生持續(xù)的電容性泄漏電流,但是可以在整個排列管線中將導(dǎo)線分開使其降至最小。

表面泄漏電流

表面泄漏電流是指從導(dǎo)線上被剝?nèi)ソ^緣層進(jìn)行電氣連接的區(qū)域流出的電流。在電路中,導(dǎo)線在不同點(diǎn)利用螺帽絕緣頭、接頭、平接線片、接線柱以及其它連接固定裝置進(jìn)行連接。被剝?nèi)ソ^緣層的連接點(diǎn)就為表面泄漏電流提供了低阻路徑,再加上灰塵和水分,就會產(chǎn)生更大的表面泄漏電流。

表面泄漏電流會導(dǎo)致連接點(diǎn)熱量增加,熱量增加又會促使絕緣層的退化,從而使導(dǎo)線變得脆弱。使所有的連接都保持清潔和緊固會使表面泄漏電流最小化。在600V及以下的系統(tǒng)中,表面泄漏電流是最小的,在中壓(1kV至35kV)應(yīng)用中,表面泄漏電流即成為了重要的一個因素。

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