、泄漏)测量器具计量检定人员培训教材(1)

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,中国航天科技集团公司五院五一四所,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,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,编号,规程名称,代替,JJG622-1997,绝缘电阻表,(,兆欧表,),检定规程,JJG622-1989,JJG1005-2005,电子式绝缘电阻表检定规程,JJG690-2003,高绝缘电阻测量仪,(,高阻计,),检定规程,JJG690-1990,JJG366-2004,接地电阻表检定规程,JJG366-1986,JJG984-2004,接地导通电阻测试仪检定规程,JJG795-2004,耐电压测试仪检定规程,JJG795-1992,JJG843-2007,泄漏电流测试仪检定规程,JJG843-1993,总 目 录,1,2,绝缘电阻表,电子式绝缘电阻表,3,高绝缘电阻表,4,接地电阻表,5,6,接地导通电阻测试仪,耐压测试仪,7,泄露电流测试仪,8,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,1,2,概述,技术要求,3,检定方法,4,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,电流指示,仪表,直流电源,电流指示,仪表,直流电源,R,屏蔽,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）,交流发动机,整流滤波,直流电压,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。,E,L,G,I,R,g,i,R,u,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/R,u,是一个定值,，,测量电流,I=E/R,x,随,R,x,变化,=k(,R,u,/,R,x,), R,x,=k R,u,/,。,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,=kI I=E/R,x,R,x,=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,=,（,B,P,- B,R,)/,A,F, 100%,（,1,）,式中：,E,-,基本误差，相对值；,B,P,-,绝缘电阻表指示器标称值，单位为,；,B,R,-,标准高压高阻箱示值，单位为,；,A,F,-,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。,绝缘电阻表,准确度等级,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,允许,误差,限值,%,II,区段,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,I,、,III,区段,2.0,5.0,10.0,20.0,50.0,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,（,235,）,。,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,（,15%,）,V,，频率允许偏差,50,（,11%,）,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。,示值,0.5,1,2,5,10,20,50,100,200,500,1000,标准值,0.500,1.00,2.00,5.10,10.0,19.7,49.7,99,200,500,1000,相对误差,%,0,0,0,-2,0,1.5,0.6,1,0,0,0,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。,被检表,高阻,E,L,K,高压,标准器,v,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？,500V90%=450V 495V450V,500V110%=550V 450V515V550V,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,B,W,2.00 19.6 100,后,B,X,2.00 19.7 100,左,B,Y,2.00 19.5 100,右,B,Z,2.07 20.0 100,( 2.00-2.07)/2.00100%=3.5%450V,500V110%=550V 450V515V10,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,R,E,，,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。,被检接地电阻表,标准电阻箱,R,E,辅助电阻箱,R,C,辅助电阻箱,R,P,E,E,P,C,图1 阻值10,W,检定线路图,标准电阻箱,R,E,辅助电阻箱,R,C,辅助电阻箱,R,P,被检接地电阻表,E,E,P,C,图2 阻值10,W,检定线路图,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。,被检接地电阻表,标准电阻箱,R,E,辅助电阻箱,R,C,辅助电阻箱,R,P,E,E,P,C,图1 阻值10,W,检定线路图,标准电阻箱,R,E,辅助电阻箱,R,C,辅助电阻箱,R,P,被检接地电阻表,E,E,P,C,图2 阻值10,W,检定线路图,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。,被检钳型表,交流标准电阻箱,图3 钳型接地电阻表校准线路,检定方法,接地电阻表的示值误差按下式计算：,D,=,R,X,-,R,E,（6）,式中：,D,-,允许误差，单位为,；,R,x,-,被检表的读数，已减去零电阻后的修正值，单位为,；,R,E,-,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：,标准电阻箱,被检表示值,修正值,示值误差,0,0.5,0.50,1.01,0.51,0.01,1.00,1.51,1.01,0.01,1000.0,1000,1000,0.0,1900.0,1900,1000,0.0,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,1,基本工作原理,2,技术要求,3,检定条件,4,检定项目,5,检定方法,6,检定结果处理,7,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。,准确度等级,a,b,试验电流的允许误差,1,1,0.2a,5%,2,2,0.1a,5%,5,5,0.1a,5%,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。,准确度等级,电阻示值最大允差,试验电流的允许误差,5,5%,5%,10,10%,10%,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：,235,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