绝缘电阻:测量的维护原理

2015-11-02 11:43:59   来源:eefocus   

关键字: 绝缘电阻  维护原理

概述:技术人员通过对导体、电气零件、电路和器件进行绝缘电阻测试来达到以下目的:

    •验证生产的电气设备的质量•确保电气设备满足规程和标准(安全符合性)

  •确定电气设备性能随时间的变化(预防性维护)

  •确定故障原因(排障)

  

电阻和电导率

    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Q表示欧姆。对于大的电阻值,可以在D前添加一个前缀形成一个复合单位来表示,例如千欧(kQ)或兆欧(MQ)。根据欧姆定律,电阻限制着电路中的电子流(电流)电流用安培(A)来衡量。电阻越大,电子流就越小;同理,电阻越小,电子流就越大。请参见图1-1。所有的材料对电流 都存在一定的电阻。

  

  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髙压应用来说质量比较轻。正是由于这个原因,铝也常被用做为导体。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的。请参见图1-2。

  

  裸露的导线没有遮盖物或绝缘层。绝缘的导线是电力系统中最为常用的导体。绝缘的导线可以是实心的或多股扭绞的。被遮盖起来的导线的覆盖物没有特定的绝缘额定指标。关于导线的覆盖在美国国家电气规范(NEC®)的第310款中做了规定。

  

  大多数电线、电缆和母线都是由铜或铝做成的。在所有用做导体的金属中(银除外),铜对电子流的电阻最小。铜和铝可以弯曲并容易成形,小尺寸时具有很好的柔性,具有多芯的 结构。典型的多芯结构为7股、19股或37股。

  

绝缘电阻:测量的维护原理

图1-1在一个电路中,电阻越大,电流就越小,同理,电阻越小,电池中的电流就越大。

  

绝缘电阻:测量的维护原理

图1-2可以使电线、电源、电缆、可以使裸露的绝缘的或者是被遮盖的。

  

  影响导线电阻的因素包括导线的横截面面积、长度、材料和温度。截面面积大的导线比截面面积小的导线电阻要低。导线越长,电阻就越大。较短的导线比相同横截面面积的长导线电阻要低。

  

  铜的传导性优于铝,相同的规格可以承载更大的电流。根据NEC®,除特殊说明之外,所有的导线必须为铜线。温度也会影响导线的电阻:温度越髙,电阻越大。

  

绝缘电阻:测量的维护原理


 

  发电和电力输送依赖于电气绝缘的性能。由于能源短缺,所以这点是非常关键的。

  

  绝缘体是指具有非常髙电阻的材料。绝缘体阻碍着电子流。常见的绝缘材料包括橡胶、塑料、空气、玻璃和纸。导线的绝缘层按温度额定值分类,有140°F(60*C)、167oF(75*C)和194°F (WC)。请参见图1-3。所需要的绝缘等级取决于具体的应用。在髙压应用中,导线的绝缘特性就必须比较髙。

  

绝缘电阻:测量的维护原理

图1-3导线的绝缘层按温度等级进行分类。

  

  在测试绝缘体的完整性时,请务必使用专门设计用于绝缘电阻测量的仪表。

  

  用来绝缘的材料,例如橡胶或塑料,必须具有非常髙的电阻。用来传导的材料, 例如导线或开关触点,必须具有非常低的电阻。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。

  

  所有的电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,就做为了绝缘体。通电导线或零件之间的距离越大,电阻就越髙;电压越髙,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

    在开始进行绝缘电阻测试之前,技术人员首先要进行基本的电压、电流和电阻测量。在对设备断电之后,他们使用绝缘电阻测试仪确定马达、变压器和开关装置中绕组或电缆的完整性。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漏泄电流测量,最终产生一个绝缘电阻值。请参见图1-4。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。

  

绝缘电阻:测量的维护原理

图1-4对绝缘材料进行的两基本测量是绝缘电阻测量和泄露电流测量。

  

  无论电路、系统或电力负载的规模如何,电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漏泄电流。一般来说,漏泄电流非常小,不会引起起任何故障,可以忽略;除非漏泄电流达到了一定程度,开始引起电击、温度上升或设备损坏。绝缘体的电阻越髙,流经绝缘体的漏泄电流就越小。在刚投入使用时,绝缘体的电阻是最髙的。

  

  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。当空气间隙做为电气部件 之间的绝缘体时,由于灰尘和水分的 形成,空气间隙的电阻也会随时间而降低。绝缘电阻的突然下降通常是由 于物理损伤、环境的突然变化、极温 或接触到腐蚀性物质引起的。绝缘电阻的总值取决于系统中传导性漏泄电流 和电容性漏泄电流的大小。

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编辑:什么鱼
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