正确装设绝缘电阻表屏蔽环

林卫敏++蔡清希++王恭++李小青

摘 要：在电气设备的绝缘电阻测试过程中，由于电磁场干扰、环境温度、环境湿度、接线方法等因素的影响，使得测量结果不准确导致判断错误。为保证测量值的准确性需要正确使用屏蔽极，该文在介绍兆欧表测量绝缘电阻原理的基础上，分析提出了在被试设备表面潮湿、污秽等状况下正确装设屏蔽环的方法。

关键词：绝缘电阻 兆欧表 屏蔽环

中图分类号：TM930.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0055-01

电网中电气设备的绝缘状况对电力系统的安全运行至关重要，通过测试电气设备的绝缘电阻能简便有效地发现电气设备绝缘中存在的整体受潮、整体劣化和贯通性缺陷等问题。然而在实际测试中，由于电磁场干扰、环境温度、环境湿度、接线方法等因素的影响，容易产生测量误差，甚至导致判断错误。以下简单介绍兆欧表的测试原理，并针对被试设备表面潮湿、污秽等因素造成被试品表面泄漏电流偏大的情况，探讨如何正确装设屏蔽环。

1 兆欧表工作原理

兆欧表共有3个接线柱：“L”为线路端子，“E”为接地端子，“G”为屏蔽端子。被测绝缘电阻接在“L”和“E”端子之间，与电流测量线圈及限流电阻相串联，接至兆欧表内测试电源两端。当绝缘表面漏电严重时，还要将其绝缘表面加装屏蔽环并与“G”端子相连接，这样漏电流就经屏蔽端子“G”直接流回电源的负端形成回路，而不再流过兆欧表的电流测量线圈。

Rx接在线路端L和接地端E之间。L1的电阻、L2的电阻以及Ri用以在被测电阻为零时限制通过电流线圈的电流Ii；Ru用以在电压线圈中设置一个基本固定不变的电流Iu。通过电流线圈的电流Ii产生主动力矩；通过电压线圈的电流Iu产生反作用力矩，当力矩平衡时指针所指示的位置就是绝缘电阻的测量值；屏蔽端G的作用是屏蔽绝缘材料表面的泄漏电流，使其不通过电流线圈L1。

2 分析屏蔽极的正确使用方法

电气设备的绝缘电阻主要由体积绝缘电阻和表面绝缘电阻两部分并联组成。由于大部分的电力设备运行时都是直接曝露在空气当中的，受周围环境的影响，固体绝缘材料的表面容易吸附如水分和污物的电杂质，造成表面电导能力大大增强，形成不可忽视的表面泄漏电流，从而使得表面绝缘电阻值降低。例外，随着电力需求的不断扩大，电力设备不断增加，检修任务也更加繁重，很多时候必须在雨天、高湿度（超过规程规定的80%）等情况下进行绝缘电阻的测量，这时消除被试品表面的泄漏电流至关重要。

为了消除表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面装设等电位屏蔽环。但是，经过现场的调研发现，很多单位将屏蔽环的位置加在了图1中靠近L端的位置。目的是为了保证屏蔽环与E端之间有较大的表面电阻，以降低兆欧表的负载，使兆欧表的输出电压不会因为加装屏蔽环而造成明显的下降。

实际上，在《电阻测量装置通用技术条件》中提到，兆欧表工作在其量程范围内时，输出电压的可变范围是±10%。可见测量中输出电压的小幅度变化是允许存在的。下面给出兆欧表带屏蔽环测量绝缘电阻时的等效电路图：

由式子（3）中可以看出，R2越大，δ就越小，即测量误差越小，反之亦然。通过分析可知，对某一确定型号的兆欧表，其误差主要取决于电流线圈的阻值与靠近L侧表面电阻的比值。对于国产ZC系列的兆欧表，其限流电阻Ri值在5～10 MΩ，假设R2值为100 MΩ则相对的误差可达到5%～10%。因此若屏蔽环装设位置不当，会使测得的绝缘电阻值偏高，导致一些缺陷被隐藏。故在测试过程中，屏蔽环应尽量装设在靠近接地端E的位置，但需要注意的是必须充分考虑屏蔽环与接地端之间的绝缘强度。

3 试验验证

下面使用国产ZC11—10型兆欧表对10 kV氧化锌避雷器在不同位置装设屏蔽环时的绝缘电阻进行测量，结果记录如下：（H为屏蔽环与E端距离；避雷器绝缘电阻真实值Rx=16.7 GΩ）

根据表1可知，当H≤4 cm时，相对误差变化较小，此时R2值较大。随着屏蔽线位置远离E端，R2 值逐渐减小，测量误差就越来越大，当H为20 cm时甚至达到了65.3%。因此在特殊环境下，需要用到屏蔽线测试绝缘电阻时，首先应根据试品外部污秽、环境湿度等条件选择所需兆欧表的Ri，再确定屏蔽线的装设位置，以减小测量误差。此作法对发现已存在绝缘缺陷的设备尤为重要。

4 结语

在电气设备表面脏污、环境湿度大等条件下进行绝缘电阻测试，应该正确使用兆欧表的屏蔽线，在保证屏蔽线与接地之间绝缘强度的前提下，应使屏蔽环尽量远离兆欧表L端，从而降低测量误差。

参考文献

[1] 陈天翔.电气试验[M].北京.中国电力出版社，2004.

[2] 高振国.绝缘电阻试验中屏蔽方法的研究[N].沈阳工程学院学报，2008.

[3] DL/T845.1一2004[S].中华人民共和国电力行业标准.endprint