企业培训_计量检定员培训讲义

电气安全测量器具计量检定员培训讲义 国防科技工业电学一级计量站 电阻类绝缘电阻表 兆欧表 电子式绝缘电阻表高绝缘电阻表 高阻计 接地电阻表接地导通电阻表电压电流类耐压测试仪泄漏电流测量仪 总目录 绝缘电阻表 电子式绝缘电阻表 高绝缘电阻表 接地电阻表 接地导通电阻测试仪 耐压测试仪 泄露电流测试仪 考试内容与参考资料 第一章绝缘电阻表检定依据 JJG622 1997绝缘电阻表检定规程 目录 概述 技术要求 检定方法 检定结果处理 概述 绝缘的基本概念绝缘电阻是表征绝缘体阻止电流流通能力的参数 是绝缘特性的基本参数 绝缘电阻是施加于绝缘体上两个导体之间的直流电压与流过绝缘体的泄漏电流之比 绝缘电阻体积电阻和表面电阻组成 影响绝缘电阻的环境因数主要有温度 湿度 电场强度和辐照等 绝缘电阻测量方法 直接测量法 绝缘电阻表 高阻计等 比较测量法 电桥 充放电测量法 概述 绝缘电阻表的用途绝缘电阻表俗称兆欧表 摇表 大量用于电力网站和检测用电设备绝缘电阻的仪器 对保证产品质量和运行中的设备及人身安全 具有重要的意义 其标准被列入国家强制实施的标准 使用的绝缘电阻表被列为强制检定的计量器具 使用方便 便于携带 概述 名词术语1 测量端钮绝缘电阻表用来连接被测对象的接线端子 绝缘电阻表的测量端钮应有线路端钮L 接地端钮E 屏蔽端钮G的标志符号 2 端钮电压绝缘电阻表的线路端钮L和接地端钮E之间的电压 3 额定电压绝缘电阻表的测量端钮处于开路状态下 输出电压的标称值 概述 名词术语4 开路电压缘电阻表的测量端钮处于开路状态下 所测量的输出电压值 5 中值电压绝缘电阻表的测量端钮L E连接中值电阻所测量的输出电压值 6 中值电阻绝缘电阻表标尺几何中心附近分度线的电阻值称中值电阻 该电阻数值取最大分度线的电阻值2 的1 2 5或10的整数倍数值 概述 绝缘电阻表的工作原理 结构与组成绝缘电阻表是一种电阻测量机构 直接测量法 其基本原理是伏安法 绝缘电阻表结构框图 概述 绝缘电阻表的工作原理 结构与组成绝缘电阻表主要组成直流电源装置 电流指示仪表和屏蔽等三部分 各部分的作用直流电源装置 提高电压的电源装置 电流指示仪表 用于测量由直流电压到被测对象产生的直流微小电流 屏蔽 为防止泄漏干扰设置的机构 概述 绝缘电阻表原理图 概述 直流电源绝缘电阻表的直流电源一般有三种产生形式 手摇发电机式干电池供电式 化学电源 交流电网供电式 交流整流装置 手摇发电机式 摇表 概述 电源的重要指标绝缘电阻表开路电压的峰值电压与有效值的比是绝缘电阻表电源的一个重要指标 电压偏差和稳定性影响绝缘电阻表的基本误差 它的好坏取决于手摇发电机的转速120 2 5r min 或150 2 5r min 内阻 测量范围宽 当测量低绝缘电阻时 电源输出电压将下降 通常用测量其中值电阻时的电压来衡量 规程规定 此时电压不低于其额定电压的90 即发电机的内阻不得超过中值电阻的1 10 绝缘电阻通常具有较大的电压系数 当电压变化时 测量结果会产生很大变化 电压准确度是保证测量准确度的重要条件 概述 电流测量机构直流磁电式流比计磁电式微安表电子式微电流计特点工作电流小刻度非线性流比计式具有无定位特性 不测量时指针可以停留在任意位置 概述 流比计磁电式流比计是一种在绝缘电阻表中最常见的微电流测量机构 性能可靠 耐用 概述 流比计流比计的偏转角 由参考线圈 电压线圈 中的电流i和测量线圈 电流线圈 中的电流I的比值决定 当两者平衡时 流比计的偏转角 k I i 参考电流i E Ru是一个定值 测量电流I E Rx随Rx变化 k Ru Rx Rx kRu 采用流比计的绝缘电阻表不要求准确和高度稳定的电源电压 质量好的流比计 电源电压波动20 仪表指示变化不超过0 1 这特别适合手摇发电机的情况 概述 磁电式微安表 kII E RxRx kE 需要准确而稳定的电压 屏蔽绝缘电阻表具有独立的屏蔽 其作用是将绝缘电阻表的电流测量机构同电源和机壳隔离 屏蔽同电源和测量机构的公共端相连并具有独立的端子 概述 绝缘电阻表的规格和等级绝缘电阻表按额定电压分为9种 50V 100V 250V 500V 1000V 2000V 2500V 5000V 10000V 绝缘电阻表按准确度等级分为5级 1 0 2 0 5 0 10 0 20 0 技术要求 基本误差绝缘电阻表的基本误差按下式进行计算 E BP BR AF 100 1 式中 E 基本误差 相对值 BP 绝缘电阻表指示器标称值 单位为 BR 标准高压高阻箱示值 单位为 AF 基准值 单位为 基准值对非线形标尺的绝缘电阻表的基准值规定为测量指示值 技术要求 基本误差对非线性标尺的绝缘电阻表的量程划分为三个区段 I II III II区段长度由厂家提出 但不得小于标尺全长的50 I区段为起始刻度点到II区段起始点 III区段为II区段终点到最大有效量程点 II区段为高准确度区 I和III区段为低准确度区 表1为绝缘电阻表准确度等级与各区段允许误差限值的关系 技术要求 基本误差在标度尺测量范围 有效范围 内 每条选定分度线的基本误差极限值应不超过下表的规定 技术要求 绝缘电阻及绝缘强度绝缘电阻表的测量线路与外壳之间的绝缘电阻在标准条件下 当额定电压小于或等于1kV时 应高于20M 当额定电压大于1kV时 应高于30M 由交流电网作供电源的绝缘电阻表 其供电电源电路与外壳之间的绝缘应能耐受频率为50Hz 2kV交流电压 历时1min 倾斜影响绝缘电阻表的工作位置向任一方向倾斜5度 其指示值的改变不应超过基本误差极限值的50 技术要求 端钮电压及其稳定性绝缘电阻表的开路电压应在额定电压的90 110 范围内 开路电压的峰值与有效值之比 峰值系数 应不大于1 5 中值电压应不低于绝缘电阻表额定电压的90 在1min内绝缘电阻表开路电压最大指示值与最小指示值之差应不大于绝缘电阻表额定电压值的5 屏蔽装置上量限500M 以上的绝缘电阻表 应有防止测量电路泄漏电流影响的屏蔽装置和独立的引出端钮 当接地端钮和屏蔽端钮及线路端钮和屏蔽钮 各接入电阻值等于绝缘电阻表测量回路串联电阻值100倍的电阻时 仪表应能满足其准确度等级 检定方法 检定环境条件绝缘电阻表检定时温度为 23 5 相对湿度小于80 仪表和附件的温度应与周围空气温度相同 检定场所除地磁场外无其它强外磁场 电网电压允许偏差220 1 5 V 频率允许偏差50 1 1 Hz 检定方法 检定用设备检定绝缘电阻表所需设备包括 标准高压高阻箱恒定转速驱动装置整流器 电容器 电压表交流耐压试验装置所有检定用的计量器具应具备有效的检定合格证书 整个标准装置的扩展不确定度应小于被检设备允许误差极限的1 3 检定方法 检定项目 检定方法 绝缘电阻表检定方法外观检查绝缘电阻表应有保证该表正确使用的必要标志 从外表看 零部件完整 无松动 无裂缝 无明显残缺或污损 当倾斜或轻摇仪表时 内部无撞击声 对有机械调零器的绝缘电阻表向左右两方向转动机械调零器时 指示器应转动灵活 左右对称 指针不应弯曲 与标度盘表面的距离要适当 检定方法 绝缘电阻表检定方法初步试验在被检绝缘电阻表测量端钮 L E 开路情况下 接通电源或摇动发电机摇柄 指针应在 的位置 不得偏离标度线的中心位置 1mm 若有无穷大调节旋钮 则应能调节到 分度线 且有余量 将绝缘电阻表线路端钮和接地端钮短接 指针应指在零分度线上 不得偏离标度线的中心位置 1mm 对于没有零分度线的绝缘电阻表 应接以起点电阻进行检验 被检表 高压高阻箱 E L E L G G 检定方法 电阻基本误差检定检定接线图电阻基本误差用标准高压高阻箱进行检定 检定方法 检定基本误差的条件和注意事项 检定时手柄转速应在仪表规定的额定转速范围内 120 5 2 r min 150 5 2 r min 连接线有良好的绝缘 硬导线并架空或聚四氟乙烯导线 高阻箱的准确度高阻箱调节细度 a 2000 检定方法 检定基本误差的条件和注意事项 标准高压高阻箱应有单独的泄漏屏蔽端钮和接地端钮 当用欧姆表对标准高压高阻箱进行测量时 应无明显不稳定及短路或开路现象 检定方法 电阻基本误差检定绝缘电阻表进行基本误差检定时 标准设备除采用标准高压高阻箱外 也可采用满足检定条件要求的数值可变的或其它电阻器 检定基本误差应在接入标准高压高阻箱条件下对每个带有数字的分度线一一进行检定 各点数值检定采用符合法 即调节标准高压高阻箱的数值使被检绝缘电阻表指针与被检刻度中心重合 记录此时标准高压高阻箱的标准值和被检绝缘电阻表的被测值 绝缘电阻表电阻基本误差按式 1 计算 符合法分为直接法和间接法或等效法 检定方法 例1 已知一台10 0级的绝缘电阻表 数据如下 结论 此表基本误差合格 检定方法 端钮电压及其稳定性检定连接图静电电压表或不小于被检绝缘电阻中值电压20倍的电压表 准确度登记不小于1 5级 检定方法 端钮电压及其稳定性检定开路电压 测量绝缘电阻表端钮电压在L E两端钮间进行 即将电压表接于被检表L E两端钮间由电压表读出端钮电压 中值电压 在L E两端钮间接入中值电阻时的端钮电压 例2 一台绝缘电阻表额定电压500V 经检定其开路电压为515V 中值电压495V 判断其电压是否合格 500V 90 450V495V 450V500V 110 550V450V 515V 550V结论 端钮电压合格 检定方法 绝缘电阻测量和绝缘强度试验测量被检绝缘电阻表的绝缘电阻时 所选用的绝缘电阻表的额定电压一般应与被测绝缘电阻表电压等级一致 但不得低于500V 所选用的绝缘电阻表的准确度 应等于或高于被检绝缘电阻表的准确度等级 将被检绝缘电阻表 L E G 三端短路 用一台已经检定合格的绝缘电阻表测量被检绝缘电阻表 L E G 短路下与外壳金属部位之间的绝缘电阻值 检定方法 绝缘电阻测量和绝缘强度试验进行绝缘电阻表电源电路与外壳之间绝缘强度试验时 应把测量电路的所有端钮与外壳相接 绝缘电阻表进行测量电路与外壳之间绝缘强度试验时 应使电源电路与外壳相接 用正弦波形作为试验电压 平稳地上升到所需规定电压值 在此阶段应不出现明显的瞬变现象 保持1min 然后平稳地下降到零 在施加电压试验时间内 没有异常响声 电流不突然增加 没有出现击穿或飞弧 说明绝缘电阻表通过绝缘强度试验 检定方法 屏蔽装置作用的检查检查屏蔽装置作用时 分别在被测绝缘电阻表接地端钮E和屏蔽端钮G之间及线路端钮L和屏蔽端钮G之间 各接入一个电阻值等于绝缘电阻表电流回路串联电阻100倍的电阻值 在II区段测量范围上限 下限及中值三分度线上进行检测 记录每个分度线的实际电阻 手摇发电机转速在规定范围内 有效值和峰值电压表可采用静电电压表 或输入电阻不小于被检绝缘电阻表中值电阻20倍的电压表 其准确度不低于1 5级 整流器反向耐压不小于被检表额定电压的1 5倍 电容器耐受电压不小于被检表额定电压的1 5倍 其绝缘电阻大于被检绝缘电阻表的上量限 检定方法 屏蔽装置作用的检查检查屏蔽装置作用时 分别在被测绝缘电阻表接地端钮E和屏蔽端钮G之间及线路端钮L和屏蔽端钮G之间 各接入一个电阻值等于绝缘电阻表电流回路串联电阻100倍的电阻值 在II区段测量范围上限 下限及中值三分度线上进行检测 记录每个分度线的实际电阻 检定方法 摇表倾斜误差的影响例3 与例2同一块表倾斜误差2M 20M 100M 前BW2 0019 6100后BX2 0019 7100左BY2 0019 5100右BZ2 0720 0100 2 00 2 07 2 00 100 3 5 10 0 2 5 结论 合格 检定方法 检定结果的处理修约到被检表允许误差的1 10 找出各段范围内最大相对误差 加标记 检定周期两年 中国航天科技集团公司五院五一四所 第二章电子式绝缘电阻表检定依据 JJG1005 2005电子式绝缘电阻表检定规程 中国航天科技集团公司五院五一四所 目录 概述 技术要求 检定方法 检定结果处理 概述 用途用于测量设备或材料的绝缘电阻 工作原理 结构与组成由电池或外接电源供电 通过电子器件进行DC DC变换对测量端子L E提供测量电压 被测电阻接在测量端子L E之间 由IC或CPU等组成的电子电路对被测信号进行变换或处理 由磁电系电流表或数字表直接指示或显示被测绝缘电阻值 有泄漏屏蔽端子G 分类显示 模拟显示数字显示 技术要求 准确度等级0 5 1 0 2 0 5 0 10 20级 同一量程范围允许分区段给出准确度等级 高准确度50 允许误差指针式 Rx A 数字式 a Rx b Rm 准确度等级与允许误差关系按a定级 b a 5 允许误差包括a和b两项 同一量程分区段定级 按最高区段定级 相邻两区段只允许差一个级别 技术要求 测量电压和允许误差中值 跌落 电压允许值指针式 中值电压 中值电阻 中间分度线电阻值 数字式 跌落电压 跌落电阻 基本量程上限值的1 100 检定方法 检定条件环境条件环境温度 23 5 相对湿度 45 75 工作电源外电源220V 1 10 50Hz 1Hz 电池电压满足正常使用范围 由标准器 辅助设备和环境条件引起的电阻测量不确定度不应超过被检允差1 3 检定方法 检定用设备检定绝缘电阻表所需设备包括 标准高压高阻箱准确度 1 4允许误差调节细度 小于分辨力结构 三端定义 十进可调 有泄漏屏蔽端 标准电压表准确度 1 5级测量范围输入阻抗 大于50倍中值 跌落 电阻 检定方法 检定项目外观 显示能力 示值误差 端钮电压 绝缘电阻 绝缘强度 短路电流 示值误差采用标准电阻法 检定方法 检定点的选取基本量程 数字式 高准确度10个点 低准确度 3个点 指针式 每个数字分度线非基本量程 5个点 测量电压 检定方法 检定结果的处理修约到被检表允许误差的1 10 检定周期一年 检定方法 电子式绝缘电阻表与手摇式绝缘电阻表相比宽范围多电压多量程电子式绝缘电阻表的测试电压源采用的是现代开关电源技术中的DC DC变换电路 将低压直流 8V 12V 变换成高压直流 50V 10000V 替代了手摇发电机 节约了大量的金属材料 同时输出电压稳定 直流特性好 测试电压范围宽 量程范围宽 检定方法 电子式绝缘电阻表与手摇式绝缘电阻表相比提高了测量准确度指针式表的测量电路中采用了由IC组成的U I变换电路 将被测采样电位变换成对应的电流 由磁电系 A电流表直接指示被测电阻 磁电系电流表头的准确度远高于流比计 使测量准确度提高了一个等级 一般可达到5级 数字式表的测量电路采用了A D转换等电路 对被测采样信号进行模 数转换和U R倒数运算 使测量结果实现数字显示 测量准确度可达到1 5级 检定方法 电子式绝缘电阻表与手摇式绝缘电阻表相比量程自动扩展转换指针式表的量程可通过自动量程扩展电路 使表盘刻度成为双刻度 减少读数误差 自动量程扩展电路由运算放大器 射极跟随器和集成四双模拟电子开关等组成 通过对参考电位与被测采样电位的比较 实现高低量程的自动扩展转换 检定方法 电子式绝缘电阻表与手摇式绝缘电阻表相比多种测量功能在进行设备的绝缘电阻测量时 绝缘电阻值与测量 加电压 时间的关系能反映出被测试品的绝缘特性 采用A D转换和单片机等组成的测量信号处理系统 可获得多种绝缘特性测量功能 检定方法 电子式绝缘电阻表与手摇式绝缘电阻表相比工作电池电压监视电子式绝缘电阻表的工作电池电压有一个有效工作范围 仪表具有检查和监视电池电压的功能 工作电池电压监视电路由运放和发光二极管等组成 电池电压正常时 电路产生某一频率的交变信号驱动发光二极管发出正常的闪光信号 当电池电压低于规定值下限时 电路产生的交变信号频率会降低 发光二极管的闪光速度会变慢 人眼会感觉到 提示使用者应更换工作电池 避免因工作电池负载能力的下降给仪表测量结果带来的影响 电子式绝缘电阻的上述特点与其计量性能相关 通过了解有利于对其检定和使用 中国航天科技集团公司五院五一四所 第三章高绝缘电阻测量仪 高阻计 检定依据 JJG690 2003绝高绝缘电阻测量仪 高阻计 检定规程 中国航天科技集团公司五院五一四所 目录 概述 基本原理 技术要求 检定方法 概述 用途高阻计主要用途是测量高值电阻元件 仪器仪表的绝缘电阻等 测量1000M 以上电阻 测试电压1000V以下 由于它涉及到人身安全指标的测试 因此被国家列为强制检定的计量器具项目 高阻计本身大都具有微电流测量功能 测试电压分为若干档 10V 25V 50V 100V 250V 500V 1000V等 概述 名词术语高绝缘电阻测量仪可以直接测量绝缘材料 通用电工产品和电子元件的绝缘电阻值以及高值电阻器的电阻值的电子测量仪器 仪器内有测试用放大器和指示仪表 其支流额定工作电压不大于1000V 额定电压测量端钮处于开路状态下输出电压的标称值 端钮电压测量端钮处于开路状态下输出电压的实际值 概述 工作原理 结构与组成工作原理一种电阻测量机构 其原理是伏安法 电压源的电压加到被测对象上 产生一个电流 然后测出这个电流 再折算成电阻数值并直接从表头上显示出来 主要组成直流电压源高输入阻抗直流放大器指示仪表 概述 工作原理 结构与组成绝缘电阻表功能测量高阻测量微电流分类根据其显示原理不同 可分为 直流模拟式高阻计数字式高阻计 技术要求 外观及通电要求电阻测量基本误差模拟式绝对误差 m R RO相对误差Em R RO RO数字式绝对误差 s a Rx b Rm 或 s a Rx n字 相对误差Es a b Rm Rx 技术要求 准确度等级模拟式指示高阻计分为 1 0 2 0 5 0 10 20级 数字式指示高阻计根据误差系数a的大小来划分 但b a 10多量程 允许不同的准确度等级 相邻量程的准确度等级满足差一个级别的要求 端钮电压端钮电压误差小于准确度等级C 但不得超过5 技术要求 重复性重复性标准差小于准确度等级指数的1 10 绝缘电阻高阻计电源端子与机壳接地端之间的绝缘电阻值不小于2M 工作电压低于500V 工作电压高于500V R U 500 2M 绝缘强度电源端子与机壳之间1 5kV 历时一分钟 检定方法 检定环境条件环境温度 23 5 相对湿度40 60 检定用设备标准装置 环境条件等引入的测量扩展不确定度小于被检高阻计等级指数1 3 k 3 检定方法 检定项目外观标志显示器检查分辨力端钮电压电阻测量基本误差重复性端钮电压纹波含量绝缘电阻绝缘强度 检定方法 检定方法外观 标志 显示器检查分辨力端钮电压用输入阻抗大于被检高阻计电源内阻1000倍 误差小于被检高阻计等级指标的1 5的电压表进行测量 在 E L 端测量 每一电压挡 端钮电压误差 u U u u 100 检定方法 电压倍率Ku UQ Uj式中 Ku 电压倍率实际值UQ 其它电压档端钮电压实际值Uj 基本电压档端钮电压实际值电压倍率基本误差计算 ku KU Ku Ku式中 KU 电压倍率标称值Ku 电压倍率实际值 被检表 高压高阻箱 E L E L G G 检定方法 电阻基本误差检定接线图电阻基本误差用标准高压高阻箱进行检定 检定方法 检定方法三种方法可变标准电阻法电压补偿法电压电流法 所国防七五课题模拟直流高值电阻箱 105 1016 当发生计量仲裁时以可变标准电阻器法作为最终裁决的方法 检定方法 电阻基本误差检定全检量程及检定点的选取全检量程 准确度等级最高的量程模拟式 全检量程有效范围内所有带标尺数码 有效范围起点最低值 中间点 终点是起点10倍的电阻值 10倍以上的范围为参考区 数字式 全检选取8个以上检定点 起点 为该量程的满度值乘以0 1 中间点 最大的10的整数幂 终点 该量程的满度值 检定方法 电阻基本误差检定非全检量程及多量程选全检量程的最大正相对误差点和最大负相对误差点及该量程的测量上限多标尺的模拟式高阻计 一般只对其中一个标尺 起终1 10的标尺 进行检定 测试电压的选取基本电压 进行全检量程和非全检量程的检定 选取R 1 此时电压倍率为1 10V 或100V 一般不超过100V 检定方法 电阻基本误差检定电阻测量基本误差 Rx Ra KR Ku全检量程电阻倍率电压倍率电阻倍率KR 1 3 Rn1 Rn1 Rn2 Rn2 Rn3 Rn3 电阻倍率基本误差 KR KR kR kR倍率标称值倍率实际值高阻计电阻测量基本误差 Rx Rx Ra KR Ku 1 检定方法 电阻基本误差检定电阻测量基本误差当按全检量程中出现最大正 负相对误差和该量程测量上限选取非全检量程时公式可简化 2 对按公式1 2计算出高阻计基本误差有怀疑时 应在出现最大误差的示值 电阻倍率 电压倍率下接入标准电阻进行核验 并以核验后的结果为准 检定方法 例题1有一台模拟式高阻计其端电压及电阻的测量数据如下 1 计算电压实际倍率2 电阻实际倍率最大误差3 电阻1 端电压标称值实际值实际倍率KU KU10V 0 19 90V0 1000100V 1 099 4V1 000 250V 2 5250 0V2 52 79 500V 5 0500 0V5 03 6 1000V 10999V10 1 1 检定方法 电阻测量 测试电压100V Rx Ra KR Ku 检定方法 例题2 有一台数字式高阻计检定数据如下 检定方法 检定方法 检定方法 端钮电压及其稳定性检定测量绝缘电阻表端钮电压在L E两端钮间进行 采用电压表直接测量法 即将电压表接于被检表L E两端钮间由电压表读出端钮电压的方法 例3 一台绝缘电阻表额定电压500V 经检定其开路电压为515V 中值电压495V 判断其电压是否合格 500V 90 450V495V 450V500V 110 550V450V 515V 550V结论 端钮电压合格 检定方法 绝缘电阻测量和绝缘强度试验测量被检绝缘电阻表的绝缘电阻时 所选用的绝缘电阻表的额定电压一般应与被测绝缘电阻表电压等级一致 但不得低于500V 所选用的绝缘电阻表的准确度 应等于或高于被检绝缘电阻表的准确度等级 将被检绝缘电阻表 L E G 三端短路 用一台已经检定合格的绝缘电阻表测量被检绝缘电阻表 L E G 短路下与外壳金属部位之间的绝缘电阻值 第四章接地电阻表检定依据 JJG366 2004接地电阻表检定规程 目录 概述 基本原理 技术要求 检定方法 概述 用途是用于测量接地 埋地 导体和大地之间电阻的仪器 定义接地电阻接地导体与大地之间的电阻 在接地导体中流过交流电流时 导体增加的电位除以测试电流 其商即为接地电阻值 单位 辅助接地电阻测量接地电阻时 作为电位端和电流端使用的辅助地极和大地之间的电阻 地电压接地导体上的干扰电压 由试验电流产生的电压除外 概述 接地与接地电阻基本概念作为 地 或 地线 在理想状态下 应该具有的特点 在 地 或 地线 上的任意一点应具有相同的电位 具有承载瞬间大电流的能力 地 或 地线 的电阻为零 或者说电流在其中流动而不产生电压降 地球 大金属板 地下铺设的金属网可以作为 地 接地点的电位与接地电极中注入的电流的比值定义为接地电阻 概述 接地电阻的测量方法 三点法三个接地电极A B C 用交流电阻表或交流电流源和电压表可以测量出两两电极之间的电阻值r1 r2 r3 假设电极A B C的接地电阻为RA RB RC 则测量结果有 r1 RA RBRA r1 r2 r3 2 r3r2 RA RCRB r1 r2 r3 2 r2 1 r3 RC RBRC r1 r2 r3 2 r1式中 r1 为通过接地电阻表测量电极A B之间的电阻 r2 为通过接地电阻表测量电极A C之间的电阻 r3 为通过接地电阻表测量电极B C之间的电阻 概述 接地电阻的测量方法两点法如果已知一个接地电极的接地电阻RB 通过测量两个电极之间的电阻r 即可计算出被测量的接地电阻RA RA r RB 2 如果已知电阻的阻值远远大于未知电阻阻值 那么测量仪器的分辨力误差和阻值测量误差都将影响测量结果 概述 接地电阻的测量方法电压电流法电压电流表法利用了接地电阻的定义 分别测量接地电极的电流和对地电压 计算电压与电流的比值 就可以算出接地电极的接地电阻RE RE UEP IE 3 概述 接地电阻的测量方法电压电流法电压电流表法利用了接地电阻的定义 分别测量接地电极的电流和对地电压 计算电压与电流的比值 就可以算出接地电极的接地电阻RE RE UEP IE 3 概述 工作原理基准电压比较式和基准电流 电压降式 接地电阻表借鉴了电桥原理 通过比例器将被测电阻与已知电阻进行比较 调节平衡后 通过已知电阻上的刻度直接读出被测接地电阻的数值 接地电阻表一般需要借助两个辅助电极 一个用于注入电流 称为电流电极C 另一个用于取样电压 称为电压电极P 如果电流源的负载能力很大 电流电极C的接地电阻不影响测量结果 如果取样电压端的输入阻抗很大 则P电极的接地电阻不影响测量结果 有下面三种电路形式 二次平衡电桥 电流互感器比例法 数字式比例法基于电磁感应原理的测量方法 技术要求 示值误差模拟式的允许误差以引用误差表示 E RX RN Rm 100 4 式中 E 示值误差 Rm 量程上限 单位为 RX 指示值 单位为 RN 实际值 单位为 数字显示型和钳型接地电阻表的允许误差表示如下 DR RX a b Rm 5 式中 a 与读数有关误差系数 b 与满量程有关的误差系数 技术要求 准确度等级模拟式接地电阻表的准确度等级及允许误差应不超过下表的规定 数字式 准确度等级按a定级 b a 5 允许误差包括a和b两项 技术要求 辅助电极接地电阻的影响在理想状况下 辅助电极的接地电阻不影响测量结果 但是实际情况并不理想 1 电流源的负载能力有限 如果电流辅助电极的接地电阻太大 将使注入到大地的电流减小 以至于测量仪表难以准确测量 2 电压测量的输入阻抗有限 如果电压辅助电极的接地电阻太大 将使电压测量不准确或平衡点调不准 直接影响测量准确度 在检定接地电阻表允许误差时 辅助接地电阻规定为 500 25 W 技术要求 对于辅助电极接地电阻变化影响允许误差的情况有如下规定 分别将辅助电极接地电阻由500W分别改变到0W 1000W 2000W 5000W 电阻功率不小于0 25W时 最大允许误差不超过 5 接地电阻表指示值之差不超过表2的规定 表中c为被检接地电阻表准确度等级 技术要求 例如 设定标准电阻箱为10 分别设定辅助电流电极和辅助电压电极为0 1000 2000 5000 被检表的读数记录如下 单位 技术要求 技术要求 工作位置倾斜影响模拟指针接地电阻表在正常位置时的示值误差与倾斜 不大于50 时的示值误差之差 应不超过允许误差50 地电压的影响当接地电阻表的测量端分别施加2V 5V工频等小电压时 引起被检表示值得改变量不应超过下表 检定方法 接地电阻表实质上是测量电阻的仪表 量值和单位上与电阻和欧姆的定义一致 可直接溯源到电阻量值 但要注意大部分接地电阻表采用交流测量方法 测量结果反映为阻抗的模 检定依据JJG366 2004接地电阻表检定规程 检定方法 检定条件环境条件温度 20 5 相对湿度 40 75 手摇发电机转速 一般120转 分钟 如制造厂另有规定 按制造厂要求 转速偏差小于1转 分钟 工作位置 与制造厂规定的位置倾斜角偏差小于20 辅助接地电阻 500 25 检定方法 检定用设备检定装置由标准电阻箱 辅助电阻箱 绝缘电阻表和耐压测试仪组成 要求如下 标准电阻箱 应为交流电组箱或者为时间常数小于1 10 5s的直流电阻箱 阻值范围 0 01 10000 准确度为被检接地电阻表允许误差的1 4 功率不小于0 25W 辅助电阻箱 可用直流电阻箱 功率不小于0 25W 阻值范围 0 500 1000 2000 5000 允许误差 5 绝缘电阻表 测量电压500V 准确度等级 10级耐压测试仪 准确度等级 5级 检定方法 检定项目外观检查通电检查绝缘电阻测量介电强度示值误差位置影响检查辅助电极接地电阻影响地电压影响 检定方法 基本误差检定方法检定点的选取模拟式接地电阻表要先确定全检量程 最高准确度等级中的任意一个量程 该量程上对每个带有数字分度线的刻度逐一进行检定 非全检量程只需检定该量程中的测量上限及全检量程中正 负误差分度线这三点 全检量程可以是被检接地电阻表最高准确度的任意量程 也可以按送检单位要求确定 检定方法 直接比较法 被检阻值 10 时 检定线路见图1 被检阻 10 时 检定线路见图2 检定时 将被检表的X测量盘置于被检点上 调节标准电阻箱阻值RE 使指零仪指零 此时被检表的标准值可从标准电阻箱上读出 检定方法 数字显示型接地电阻表对全检量程考虑线性 均匀选点 选10个点 非全检量程取不少于3个点 量程上限点可选择19 190 1900等等 检定线路见图1 2 检定时 先将标准电阻箱置于零位 记录零电阻显示值 以待修正 然后设定标准电阻箱为选取校准点 在被检表上读出校准值 检定方法 钳型接地电阻表校准线路见图3 选点和校准步骤同数字显示型接地电阻表 检定方法 接地电阻表的示值误差按下式计算 D RX RE 6 式中 D 允许误差 单位为 Rx 被检表的读数 已减去零电阻后的修正值 单位为 RE 标准电阻箱的读数 单位为 检定方法 位置影响检查辅助电极接地电阻影响 检定方法 检定结果的处理修约到被检表允许误差的1 10 2级以下 不给数据检定周期一年 检定方法 举例检定接地电阻示值误差单位 第六章接地导通电阻测试仪检定依据 JJG984 2004接地导通电阻测试仪检定规程 目录 概述 用途接地导通电阻是指交流电网供电的电器设备 如家用电器 电动电热器具 医用电气设备及测量 控制 试验室用电气设备 其可触及金属壳体与该设备引出的安全接地端 线 之间的导通电阻 接地导通电阻是衡量电气设备安全性能的重要指标之一 同时也是对接地回路承受大电流能力的一种测试 以避免在绝缘性能下降 或损坏 时对人身的伤害和对设备 环境的危害 概述 接地电阻是指接地导体与大地之间的电阻 接地导通电阻测试仪和接地电阻测试仪的区别 接地导通电阻测试仪是用来测量可触及金属壳体与该设备引出的安全接地端 线 之间的电阻 接地电阻测试仪 表 是用来测量安全接地端 线 地排 与大地之间的电阻 基本工作原理 接地导通电阻测量仪的原理通过输出电流施加于被测体的可触及金属壳体与其安全接地端 线 之间 并测量电流流回被测体所产生的压降 利用欧姆定律得出被测试体的接地导通电阻值 R U I式中 R 接地导通电阻U 输出输入端压降I 试验电流 基本工作原理 组成与结构接地导通电阻主要由交 直流电流源 电压测量 输出电流设置或调节 声光报警 指示装置等部分组成 分类按指示装置可分为数字式和模拟式仪器 交 直流电流源 用来给测试回路提供持续恒定的交 直流电流输出的大功率电源 一般情况下要求输出最大电流不低于25A 基本工作原理 电压测量 用来测量电位端电压 对于数字式仪器主要由放大器 A D转换 基准电压 数字译码器组成 输出电流设置和调节 用来设定输出试验电流 一般都为按键设定式或旋钮调节式 基本工作原理 声光报警 测试过程中实测值超过预置值时 应有声光报警 提示操作人员进行后续工作 指示装置 在非测试状态下显示试验电流和接地导通电阻预置值 在测试状态下显示试验电流和接地导通电阻示值 技术要求 最大允许误差数字式测试仪电阻示值最大允许误差 绝对误差 技术要求 数字式测试仪电阻示值最大允许误差 相对误差 技术要求 模拟式测试仪电阻示值最大允许误差 引用误差 技术要求 准确度等级数字式测试仪的准确度等级根据与测试仪电阻示值有关的系数a的大小来划分 共分为1级 2级和5级三个级别 每个等级的系数a和系数b应符合下表规定 技术要求 模拟式测试仪的准确度等级分为5级和10级 每个等级的最大允许误差应符合下表规定 技术要求 分辨力数字式测试仪的分辨力应不低于准确度等级的1 5 其基本量程应使0 1 在该量程至少有3位数的显示 模拟式测试仪的基本量程应使0 1 的刻度在该量程满刻度的2 3以上 报警预置误差具有声光报警功能的测试仪 其接地导通电阻的报警预置误差应不超过测试仪该点电阻示值的最大允许误差 技术要求 试验电流设置 调节 误差测试仪输出的试验电流应为直流电流或交流电流 试验电流允许误差参见前表 5 10 规定 测试仪的试验电流每分钟的波动应不超过允许误差1 5 测试仪电流源的绝对值的空载电压应不超过12V 医用等专用接地导通电阻测试仪的空载电压参照有关标准执行 技术要求 通用技术要求外观测试仪的面板 机壳或铭牌上应有以下主要标志和符合 产品的名称及型号 制造厂名称或商标 制造许可证编号及标志 制造日期 出厂编号 所有标志应清晰明显 接线端子完好 无影响仪器性能的损坏 所有开关及按钮应灵活可靠 数字式测试仪显示笔划应完整无损 模拟式测试仪指示表头的指针应升降平滑 无卡针现象 技术要求 结构测试仪应有四端测试的功能或零位补偿的功能 泄漏电流在测试仪电源带电极 火线L 与机壳之间施加供电电源额定电压1 06倍的试验电压 额定220V 施加233V 测试仪泄漏电流不超过0 5mA 介电强度在测试仪电源带电极 火线L 与机壳之间施加50Hz 有效值为1 5kV的试验电压 击穿电流设定为10mA 历时1min 不应出现飞弧和击穿现象 检定条件 环境条件环境温度 23 5 相对湿度 40 75 电源电压 变化不超过电源额定电压的 10 主要标准设备交 直流标准电阻器真有效值标准电压表真有效值标准电流表耐电压测试仪泄漏电流测试仪 检定条件 检定装置 环境条件 辅助设备等应能保证检定时的测量扩展不确定度不超过被检测试仪准确度等级指标绝对值的1 3 k 2 p 95 标准电阻器应具有四端测量功能 其准确度等级应不超过被检测试仪准确度等级指标的1 5 有效值标准电压表 电流表在实际测量范围内的允许误差应不超过被检测试仪允许误差的1 5 交 直流标准电压源在实际测量范围内的允许误差应不超过被检测试仪允许误差的1 5 稳定性及调节细度应不超过被检测试仪允许误差绝对值的1 10 检定条件 由直流标准电压源的纹波和噪声引起的测量不确定度应不超过被检测试仪允许误差绝对值的1 10 对于平均值响应的测试仪 交流标准电压源失真度引起的测量不确定度分量应不超过被检测试仪允许误差绝对值的1 10 对有效值响应的测试仪交流标准电压源失真度引起的测量不确定度应不超过被检测试仪的允许误差绝对值 泄漏电流测试仪及耐电压测试仪的准确度等级不低于5级 检定条件 检定条件影响量技术要求汇总 检定项目 规程适用范围根据JJG984 2004 接地导通电阻测试仪检定规程 规定 本规程适用于交 直流接地导通电阻测试仪的首次检定 后续检定和使用中检定 本规程也适用于综合测试仪中的接地导通电阻测试部分的检定 本规程不适用于测量接地导体与大地之间电阻的接地电阻表及类似用途的接地电阻表的检定 检定项目 检定项目 检定项目 首次检定 外观结构 电阻示值误差 试验电流设置 调节 误差 试验电流波动 报警预置误差 试验电流源空载电压 泄漏电流 介电强度 后续检定 除了试验电流源空载电压 泄漏电流 介电强度不检 其余都检 用中检定 同后续检定 检定方法 外观结构目测 符合以下要求即可 测试仪的面板 机壳或铭牌上应有以下主要标志和符合 产品的名称及型号 制造厂名称或商标 制造许可证编号及标志 制造日期 出厂编号 所有标志应清晰明显 接线端子完好 无影响仪器性能的损坏 所有开关及按钮应灵活可靠 数字式测试仪显示笔划应完整无损 模拟式测试仪指示表头的指针应升降平滑 无卡针现象 检定方法 电阻示值误差标准电阻器法电流电压法标准电压源法仲裁检定时采用标准电阻器法 检定方法 检定点的选取检定点应在量程的2 100 之间均匀选取 在基本电流量程 一般为25A 对于模拟式测试仪 有数字的刻度必须检定 对于数字式测试仪 检定点不少于5个点 在其它电流量程 电阻示值的检定点不少于2个点 检定方法 标准电阻器法检定原理图如下 对于数字式测试仪 电流输出端和电压采样端对应接好 调节标准电阻器至检定点相应的标称值 待被检测试仪的输出电流稳定后 读取指示值 检定方法 数字式测试仪电阻示值的绝对误差 数字式测试仪电阻示值的相对误差 检定方法 对于模拟式测试仪 电流输出端和电压采样端对应接好 当被检测试仪的输出电流稳定后 调节标准电阻器 使被检测试仪的指针指示在相应的刻度上 读取此时标准电阻器的指示值 符合法 模拟式测试仪电阻示值的引用误差 检定方法 电流电压法检定原理图如下 检定方法 按照原理图连线 测试仪输出相应的试验电流 记录测试仪电阻示值 标准电流表和标准电压表的读数 则电阻标准值为 改变负载电阻 测得不同检定点的标准值 同时记录测试仪示值 测试仪电阻示值误差计算公式同前 检定方法 标准电压源法检定原理图如下 检定方法 按照原理图连线 测试仪输出相应的试验电流 调节标准电压源使测试仪显示 指示 需要检定的电阻数值 刻度 记录测试仪电阻示值 标准电流表和标准电压源的读数 则电阻标准值为 改变标准电压源输出 测得不同检定点的标准值 同时记录测试仪示值 测试仪电阻示值误差计算公式同前 检定方法 注意事项 无论采用哪种检定方法 都应注意选用合适的电流导线 以避免导线发热 采用标准电阻器法检定时 如果使用实物电阻进行测试 应在短时间内进行 减少电阻温度变化对检定的影响 采用电流电压法检定时 应选用可调式大功率负载电阻 电阻调节过程应缓慢进行 避免电阻过大对测试仪造成损坏 采用标准电压源法检定时 应在调节标准电压源之前计算输出电压大小 避免输出电压过大对测试仪造成损坏 检定方法 接地导通电阻报警预置误差标准电阻器法标准电压源法一般在0 1 点检定 可根据实际情况或用户要求增加检定点 接线方法与电阻示值误差检定相同 由测试仪输出预定的试验电流 缓慢调节标准电阻器 或标准电压源的输出电压 直至测试仪报警装置报警 检定方法 报警预置值相对误差 检定方法 试验电流设置 调节 误差电阻电压法标准电流表法检定点的选取对于可调式的电流源应在量程的20 100 之间均匀选取3 5个检定点 检定方法 电阻电压法检定原理图如下 检定方法 按照原理图连线 标准电阻器值调节为测试仪的测量上限值 接通测试仪测试开关 试验电流从标准电阻器流过 记录标准电压表读数和测试仪试验电流示值 则试验电流标准值为 检定方法 试验电流的示值相对误差 检定方法 标准电流表法检定原理图如下 检定方法 按照原理图连线 负载电阻取测试仪的测量上限值 接通测试仪的测试开关 由标准电流表测量出测试仪输出的试验电流的标准值 试验电流的示值相对误差同前 注意事项 在检定过程中 应注意选用合适的电流导线 以避免导线发热 如果使用实物电阻进行检定 应在短时间内进行 减少电阻温度变化对检定的影响 检定方法 试验电流波动电阻电压法标准电流表法检定点的选取检定规程中并未规定检定点 一般情况在试验电流为25A 可增加检定点 时进行测试 在1min内读取不少于5个读数 检定方法 试验电流波动计算公式 检定方法 电流源空载电压标准电压表法检定原理图如下 在测量状态下 把测试仪试验电流调至最大 用电压表直接测量其电流端的空载电压 检定方法 泄漏电流测试仪电源开关处于接通位置 保护阻抗要从带电部分断开 在测试仪电源带电极 火线L 与可触及金属部件之间施加供电电源额定电压1 06倍的试验电压 施加电压后5s后 用泄漏电流测试仪测量其泄漏电流 检定方法 介电强度测试仪处于非工作状态 电源开关处于接通位置 电源带电极 火线L 与机壳之间施加50Hz 有效值为1 5kV的正弦波试验电压 保持1min 不应出现飞弧和击穿现象 试验时试验电压应逐渐上升到规定值 以免出现明显的瞬变 耐电压测试仪机壳应可靠接地 检定结果处理 检定结果的数据应先计算后修约 保留的有效位数应使末位数与测量结果不确定度的有效位数相一致 由于数据修约引起的不确定度应不超过被检仪表允许误差绝对值的1 10 判断或单选 根据修约后的数据 判断被检测试仪是否符合本规程相应等级的技术要求 被检接地导通电阻测试仪所有项目均符合本规程相应等级的技术要求 判为按该等级合格 否则判为不合格 不合格的测试仪允许降级使用 检定合格的出具检定证书 检定不合格的出具检定结果通知书 检定结果处理 检定证书和检定结果通知书应给出实际值 检定结果通知书还应指出不合格的项目 接地导通电阻测试仪的检定周期一般不超过1年 根据使用条件或用户的要求 可缩短检定周期 检定结果处理 例 用标准值为100m 的大功率标准电阻检定某台电阻测量量程为600m 电阻示值最大允差为 5 rdg 0 5 f s 的接地导通电阻测试仪 测试仪示值为103m 问该测试点是否合格 给出计算过程 根据电阻示值最大允许误差公式得 5 100 0 5 600 m 8m 允许范围为 92m 108m 即 92m 103m 108m 结论 该测试点电阻示值误差检定合格 第七章耐电压测试仪检定依据 JJG795 2004耐电压测试仪检定规程 目录 概述 工作原理 检定方法 概述 定义耐电压测试仪是对各种低压电器装置 绝缘材料和绝缘结构的耐压能力进行测试的仪器 用途耐电压测试仪能调整输出需要的交流 或直流 试验电压和设定击穿 保护 电流 在试验中 样品在要求的试验电压作用之下达到规定时间时 耐压测试仪自动切断试验电压 一旦出现击穿 电流超过设定的击穿 保护 电流 能够自动切断输出电压并同时报警 以确定样品能否符合规定的绝缘强度试验 概述 高电压测量及其溯源直流高电压 交流高电压和冲击高电压 高电压与低电压并无本质区别 进行低电压测量 检定和校准的方法理论上也应该适用于高电压 通过比率标准 高电压可直接溯源到低电压标准上 常用的比率标准包含电阻分压器 电容分压器 阻容分压器和测量用电压互感器等 或直接溯源于满足检定 校准要求的标准静电电压表 工作原理 直流高压发生原理半波整流电路输入电压经变压器升压后二极管半波整流 其中R为限流保护电阻 工作原理 二级串级整流经二级串级整流即可得到4倍于原来的交流电压幅值 同理 增加串级整流的级数 即可得到相应倍数的电压 工作原理 优缺点上述两种高压发生电路的优点是结构简单 易实现 成本低 并且变压器一端可以接地 这对高压电源来说非常重要 缺点是电源稳定性差 脉动电压较大 一般应用于电压准确度 稳定性都要求不太高的场合 工作原理 负反馈闭环控制的高压直流电源 工作原理 负反馈闭环控制的高压直流电源整流电源包括供给升压回路的主电源和供给控制回路的工作电源 高频逆变电路将直流电压逆变为数十千赫兹的交流电压 经高频升压变压器升到数十千伏 再经串级整流电路升至需要的幅值 反馈回路将输出电压的情况通过取样反馈给控制电路 经与基准电路中所设定的值相比较 再向逆变电路发出相应的控制信号 从而调节输出电压的幅值 使其满足要求 工作原理 负反馈闭环控制的高压直流电源优点负反馈闭环控制高压电路中使用了高频电源 所以此种电源的脉动电压可做得很小 或者说在相同脉动电压的要求下 此种电源可以大大减少电容容量 减小电源的体积 同时 由于电路中包含有负反馈控制电路 此种电源的幅值稳定性也大大优于简单的串级整流电源 工作原理 交流高电压发生