影响绝缘电阻表示值误差测量结果的因素

陈嘉亮

摘 要：绝缘电阻表（兆欧表）是一台专用仪器，大量使用于电气设备绝缘电阻的检测，对确保产品质量、人身安全及设备安全具有重要意义。但在检定和测量过程中会受到许多因素的影响，可能造成测量结果失真。从偏离方法、标准装置特性、环境影响因素等角度分析了绝缘电阻表在检定中的影响因素，仅供参考。

关键词：绝缘电阻；绝缘材料；短路试验；装置特性

中图分类号：TM934.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.102

在各种电气设备中，绝缘材料性能的优劣对电气设备的正常运行和安全用电有着重大的影响。衡量绝缘性能的主要标志之一是它的绝缘电阻，因此，测试绝缘电阻是至关重要的。通过绝缘性能测试，可以提前发现绝缘材料的缺陷，并及时采取相应的措施，避免事故的发生。绝缘电阻表可用来检测电气设备的绝缘电阻，有着广泛的应用。它作为重要的故障诊断工具，是国家强制检定的计量器具。检定规程虽规定了测试方法和标准测试条件，但在实际测量过程中往往因一些不利因素的影响，导致结果出现不应有的误差。基于此，本文对绝影响缘电阻表在检定中的影响因素进行了研究。

1 偏离方法的影响因素

如果不严格按检定规程检测，就可能产生误差，即方法误差。对于手摇指针式和电子式绝缘电阻表，国家质检总局分别颁布了相应的《绝缘电阻表（兆欧表）检定规程》（JJG 622—1997）和《电子式绝缘电阻表检定规程》（JJG 1005—2005）。绝缘电阻表检定装置一般由可调式高压高阻箱和绝缘电阻表（兆欧表）端电压测试仪组成。

在绝缘电阻表的检定中，为了保证检定过程的规范和准确，必须严格按照检定规程进行，以避免不必要的误差或安全问题产生。使用绝缘电阻表前，一定要按规定要求对绝缘电阻表认真检查，认定合格后方可使用。以下列举易被忽视而产生误差的实例。

1.1 未按检定规程逐项检查

使用者和仪表计量人员遗漏了绝缘电阻表检定的开路和短路试验，其测试数据如表1所示。

由表1可知，该表基本误差虽然在标度尺II区范围内合格，但在标度尺I区和III区范围内已严重超出标准要求，其原因就是违反了在初步试验时指针不得偏离标度线中心位置±1 mm的规定。如果超出了这个规定，则说明绝缘电阻表有故障，为不合格产品，不应继续使用。

1.2 错误选取中值电阻的阻值

检定员和使用者常忽视一项规定，即中值电阻是取最大分度线的电阻值2%的1，2，5或10的整数倍数值。而检定人员没有仔细了解规定，仅凭感觉和经验取分度线中心处。以ZC11D-3型兆欧表为例，如果取分度线中心位置的电阻值为20 MΩ，则而按照规定计算中值电阻应为50 MΩ，检定结果存在较大误差，进而造成误判。

2 标准装置特性的影响因素

标准装置及其配套设备在使用中有诸多规定，如果不遵守这些注意事项，则会产生很大的误差。

2.1 转换开关变差

电阻箱通过转换开关改变电阻值，在转换后再转换回原位时，其接触电阻不是固定不变的，进而产生了开关变差。变差较大时，可能会使检定结果产生不可忽略的误差。因此，操作者在转换开关时应尽量用力均匀，从而产生较小的接触电阻变差。

2.2 调节细度

电阻箱调节细度不足会产生误差。当进行绝缘电阻表检定，指针接近分度线时，改变一个最小步进值就已超过了灵敏度阀值，导致指示器偏转过大，往往不能对齐检测分度线，只能估读最后的结果，进而产生读数误差。

2.3 测试时间

绝缘电阻会随着测试时间的不同而变化，同样的测量条件、读数时间不同会造成很大的差别。理论上看，只有对应恒定电导电流的电阻才是体积绝缘电阻，但同时考虑到测量系统具有长时间的稳定性，测量时间不宜过长。相反，读数时间过长，将造成数值偏大。为了获得准确的测量结果，要求工作1 s后再读数。

2.4 剩余电荷

对有剩余电荷的被试设备进行测试时，会出现虚假现象，使测量数据虚假增大或减小。当剩余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相同时，测量结果虚假增大；当剩余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相反时，因绝缘电阻表需要输出较多的异性电荷去中和剩余电荷，为了消除剩余电荷的影响，应事先“充分”放电。因此，绝缘电阻表的容量越大越好。

操作者在测量前，应切断被测电器和回路的电源，并对相关元件进行临时接地放电，以保证人身与绝缘电阻表的安全和测量结果的准确。

2.5 供电电源

对于所选用的和被检定的绝缘电阻表，比如干电池电源必须遵守厂家规定，电压必须在所标记的工作区内，否则会影响其测量误差。电网供电的电压波动在±5%以内，频率允许偏差为±1%.

2.6 正确接线

绝缘电阻表共有3个接线端（L、E、G），不能接错，否则会影响检定结果。测量回路对地电阻时，L端与回路的裸露导体连接，E端连接接地线或金属外壳；测量回路的绝缘电阻时，回路的首端与尾端分别与L、E连接；测量电力电缆的绝缘电阻时，为了防止电缆表面泄漏电流，进而对测量准确度造成影响，应将L端连接电缆的芯线导体，E端连接到电缆的金属外壳上（钢带或铅皮），G端连接芯线的绝缘体外表面；测量同轴电缆绝缘电阻的接法与电力电缆相仿，L端连接到电缆的芯线导体，E端连接到电缆屏蔽层（金属编织网、金属箔或金属管），G端缠绕在电缆的内层绝缘（实芯PE、藕芯PE）上；测量电力变压器的绝缘电阻时，L端连接变压器绕组引出端子，E端连接变压器外壳，G端连接到为测量而螺旋状缠绕于瓷套管（瓷裙）表面的裸体导线上。

2.7 测试导线

绝缘电阻表的测试引线应选用绝缘良好的多股软线，L、E两端子引线应独立分开，避免缠绕在一起，保持适当距离，以免影响测量准确度。特别是10 MΩ以上用普通导线的误差就非常大。如果测量1 000 MΩ时，普通导线所引入的测量误差会超过10%.

测试导线的长短应根据测试现场的需要而定，原则上宜短不宜长。实际测量中由于导线过长，且其自由地拖放在地面，测出的绝缘电阻可能远远小于实际值，甚至只有实际值的1/10.原因是其中包含了两条测试线对地之间的绝缘电阻，产生了较大的测量值误差。

当存在上述影响量时，如果被测表面存在污垢、湿度较大等，则其表面漏电流的可能性较大，进而导致测量结果产生较大的偏差，甚至被严重歪曲。为了消除表面漏电流的影响，必须将被测对象的屏蔽层或无须测量的部分与G端相连接，这样漏电流就经由G端直接流回兆欧表内发电机的负端形成回路，从根本上消除了表面漏电流的影响。

3 环境影响因素

3.1 温度

温度对绝缘电阻测量的影响很大。一般情况下，绝缘电阻会随温度的升高而减小。温度升高时，绝缘体电介质内部离子的运动加速，在电场作用下，水分向电场的两极伸长（极化现象），绝缘介质中的极化加剧，电导增加，致使绝缘电阻阻值降低。就一般绝缘体而言，温度每变化8～10 ℃，其绝缘电阻就会变化一倍的量，所以，测试时应记录温度。

3.2 湿度

湿度也是影响绝缘电阻的因素之一。湿度主要影响表面泄漏电流，绝缘表面吸附潮气，瓷套表面形成水膜，水中含有的溶解杂质或绝缘物内含有的盐类、酸类物质会被水分解电离，进而提高了导电率，使绝缘电阻明显降低。因此，绝缘体受潮后绝缘电阻会变小，特别是高阻器件的测量检定时要注意这一点。比如，雨后测量得出的氧化锌避雷器绝缘电阻仅为3 000 MΩ，在表面干燥的情况下绝缘电阻会上升到10 000 MΩ以上。

3.3 磁场因素

检定场所除地磁场外应无其他强磁场。由于绝缘电阻表没有防磁装置，外磁场对表头磁钢的磁场会产生影响，外界磁场越强，影响越大，误差越大。如果环境中的外磁场较强，则应考虑交变磁场产生的影响。在交流电路中，由于每个线圈都能产生交流磁场，所以，各元件之间由于磁场所产生的影响会造成较大的误差，不可忽略该问题。比如，一台变压器的绝缘电阻为3 700 MΩ，但在强磁场下（旁边有电抗器），其绝缘电阻只有800 MΩ。

3.4 电流热效应

检定过程中，需要对部分元件的数值进行改变或调解，这样会导致电流变化，元件所散发的热量也就有所不同，进而对最终结果造成一定的影响。

3.5 电场的因素

由于绝缘体之间可能形成电容，导致交流电通路，进而引发电流泄漏或影响元件读数。电场的影响可表现为导体间电容泄漏电流，这种电容性漏电会导致绝缘电阻值发生变化，进而对结果造成影响。

3.6 脏污或受潮

被试物表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻明显下降，因此，必须消除表面泄漏电流的影响。

4 结束语

综上所述，绝缘电阻表的质量将直接影响操作者的生命安全，因此，必须重视绝缘电阻表的检定。绝缘电阻表的检定是一项严谨、细致的工作，绝缘电阻表检定和绝缘电阻测量中的影响因素较多，涉及到被测对象、工作现场、环境因素、人员素质等方面。与其他测量相比，电学测量的误差因素特别明显。对于一个合格的质检员而言，不仅要有一定的系统误差知识，还要有专业技术方面的知识和实践经验，应全面了解各种测试问题和测量的影响因素，以防检定或测量结果出现不应有的误差，造成结果失真，给电力设备绝缘状态下的检查判断带来困难甚至误判。所以，在检定和使用过程中必须要避免这些误差的产生。

参考文献

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[3]曹小龙，曹小虎，雷乘龙.绝缘电阻测量中易被忽视的因素分析[J].电工技术，2015（22）.

〔编辑：张思楠〕