正確裝設絕緣電阻表屏蔽環

林衛敏++蔡清希++王恭++李小青

摘 要：在電氣設備的絕緣電阻測試過程中，由于電磁場干擾、環境溫度、環境濕度、接線方法等因素的影響，使得測量結果不準確導致判斷錯誤。為保證測量值的準確性需要正確使用屏蔽極，該文在介紹兆歐表測量絕緣電阻原理的基礎上，分析提出了在被試設備表面潮濕、污穢等狀況下正確裝設屏蔽環的方法。

關鍵詞：絕緣電阻 兆歐表 屏蔽環

中圖分類號：TM930.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0055-01

電網中電氣設備的絕緣狀況對電力系統的安全運行至關重要，通過測試電氣設備的絕緣電阻能簡便有效地發現電氣設備絕緣中存在的整體受潮、整體劣化和貫通性缺陷等問題。然而在實際測試中，由于電磁場干擾、環境溫度、環境濕度、接線方法等因素的影響，容易產生測量誤差，甚至導致判斷錯誤。以下簡單介紹兆歐表的測試原理，并針對被試設備表面潮濕、污穢等因素造成被試品表面泄漏電流偏大的情況，探討如何正確裝設屏蔽環。

1 兆歐表工作原理

兆歐表共有3個接線柱：“L”為線路端子，“E”為接地端子，“G”為屏蔽端子。被測絕緣電阻接在“L”和“E”端子之間，與電流測量線圈及限流電阻相串聯，接至兆歐表內測試電源兩端。當絕緣表面漏電嚴重時，還要將其絕緣表面加裝屏蔽環并與“G”端子相連接，這樣漏電流就經屏蔽端子“G”直接流回電源的負端形成回路，而不再流過兆歐表的電流測量線圈。

Rx接在線路端L和接地端E之間。L1的電阻、L2的電阻以及Ri用以在被測電阻為零時限制通過電流線圈的電流Ii；Ru用以在電壓線圈中設置一個基本固定不變的電流Iu。通過電流線圈的電流Ii產生主動力矩；通過電壓線圈的電流Iu產生反作用力矩，當力矩平衡時指針所指示的位置就是絕緣電阻的測量值；屏蔽端G的作用是屏蔽絕緣材料表面的泄漏電流，使其不通過電流線圈L1。

2 分析屏蔽極的正確使用方法

電氣設備的絕緣電阻主要由體積絕緣電阻和表面絕緣電阻兩部分并聯組成。由于大部分的電力設備運行時都是直接曝露在空氣當中的，受周圍環境的影響，固體絕緣材料的表面容易吸附如水分和污物的電雜質，造成表面電導能力大大增強，形成不可忽視的表面泄漏電流，從而使得表面絕緣電阻值降低。例外，隨著電力需求的不斷擴大，電力設備不斷增加，檢修任務也更加繁重，很多時候必須在雨天、高濕度（超過規程規定的80%）等情況下進行絕緣電阻的測量，這時消除被試品表面的泄漏電流至關重要。

為了消除表面泄漏電流的影響，測量時應在絕緣表面裝設等電位屏蔽環。但是，經過現場的調研發現，很多單位將屏蔽環的位置加在了圖1中靠近L端的位置。目的是為了保證屏蔽環與E端之間有較大的表面電阻，以降低兆歐表的負載，使兆歐表的輸出電壓不會因為加裝屏蔽環而造成明顯的下降。

實際上，在《電阻測量裝置通用技術條件》中提到，兆歐表工作在其量程范圍內時，輸出電壓的可變范圍是±10%。可見測量中輸出電壓的小幅度變化是允許存在的。下面給出兆歐表帶屏蔽環測量絕緣電阻時的等效電路圖：

由式子（3）中可以看出，R2越大，δ就越小，即測量誤差越小，反之亦然。通過分析可知，對某一確定型號的兆歐表，其誤差主要取決于電流線圈的阻值與靠近L側表面電阻的比值。對于國產ZC系列的兆歐表，其限流電阻Ri值在5～10 MΩ，假設R2值為100 MΩ則相對的誤差可達到5%～10%。因此若屏蔽環裝設位置不當，會使測得的絕緣電阻值偏高，導致一些缺陷被隱藏。故在測試過程中，屏蔽環應盡量裝設在靠近接地端E的位置，但需要注意的是必須充分考慮屏蔽環與接地端之間的絕緣強度。

3 試驗驗證

下面使用國產ZC11—10型兆歐表對10 kV氧化鋅避雷器在不同位置裝設屏蔽環時的絕緣電阻進行測量，結果記錄如下：（H為屏蔽環與E端距離；避雷器絕緣電阻真實值Rx=16.7 GΩ）

根據表1可知，當H≤4 cm時，相對誤差變化較小，此時R2值較大。隨著屏蔽線位置遠離E端，R2 值逐漸減小，測量誤差就越來越大，當H為20 cm時甚至達到了65.3%。因此在特殊環境下，需要用到屏蔽線測試絕緣電阻時，首先應根據試品外部污穢、環境濕度等條件選擇所需兆歐表的Ri，再確定屏蔽線的裝設位置，以減小測量誤差。此作法對發現已存在絕緣缺陷的設備尤為重要。

4 結語

在電氣設備表面臟污、環境濕度大等條件下進行絕緣電阻測試，應該正確使用兆歐表的屏蔽線，在保證屏蔽線與接地之間絕緣強度的前提下，應使屏蔽環盡量遠離兆歐表L端，從而降低測量誤差。

參考文獻

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