仪表班长培训教材.doc

1 仪表班长培训教材 类别 序号 内容 编写人员 备注 应 知 1 计量基础知识 2 电测量指示仪表 3 携带型直流电阻箱 4 携带型直流电桥 5 绝缘电阻表 6 接地电阻表 7 数字多用表 8 交流采样测量装置 9 工业铂、铜热电阻温度计 10 压力式温度计及绕组温度计 11 数字式温度仪表 12 弹簧管式压力表 13 压力控制器 14 SF6气体密度继电器 应 会 1 电测量指示仪表检定（电流表、电压表、功率表）2 携带型直流电阻箱检定 3 携带型直流电桥检定 4 绝缘电阻表检定 5 接地电阻表检定 6 万用表检定 7 钳形电流表检定 8 交流采样测量装置校验 9 工业铂、铜热电阻温度计检定 10 压力式温度计检定及绕组温度计校验 11 数字式温度仪表检定 12 弹簧管式压力表检定 13 压力控制器检定 14 SF6气体密度继电器检测 15 计量标准装置测试及测量不确定度评定 2 第五章 绝缘电阻表 一、绝缘电阻表的基本工作原理 绝缘电阻表又叫兆欧表或摇表。它用于测量电气设备（如电机、变压器、电缆等）的绝缘电阻数值。绝缘电阻表从结构上可分为磁电系比率表和磁电系电流表两种形式；从供电方式上可分为手摇发电机式和外供电式。电力系统使用的绝缘电阻表多属高电压、高量限的仪表，这类仪表均为磁电系比率表的结构型式。通常所用的额定电压有 500V、1000V、和 2500V。也有50V、250V、10000V 等。绝缘电阻量限一般从 0100000M（1 M=106），测量范围大于10000 M的称为高绝缘电阻测量仪（高阻表）。在中值刻度以上各示数点的测量电压基本上是标称的额定电压。绝缘电阻表的手摇发电机，常见的有两种类型：一是发电机转子为磁铁；另一发电机转子是线圈。发电机变交流为直流的方式多采用半导体二极管倍压整流和机械整流环。并能保持输出电压基本稳定。测量绝缘电阻的基本方法是伏安法。即给被测绝缘电阻施加直流电压，通过测量流过被测电阻的电流间接测量绝缘电阻。因此，绝缘电阻表的主要组成部分是直流电压源和电流测量机构。最常用的绝缘电阻表由内附交流发电机和磁电系流比计组成。这种表携带方便，既不需要电网电源，又不需要干电池，适合在各种场合使用。它的原理接线及组成如下图。绝缘电阻表原理接线图绝缘电阻表原理接线图 图中：1-动圈（电流线圈）；2-动圈（电压线圈）；Ri-电流线圈附加电阻；Ru-电压线圈附加电阻；F-交流发电机；D0-整流器；C0-电容器；图中 F-D0-C0组成直流电压源 E，用以代替电源部分。E-L 是被测绝缘电阻 Rx，接在线路端 L 和接地端 E 之间。1-动圈的电阻 R1，2-动圈的电阻 R2，电流线圈附加电阻 Ri用以在被测电阻为零时限制通过电流线圈的电流 Ii；电压线圈附加电阻 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。由图可知：3 Ii=E/（Ri+R1+Rx）（1）Iu=E/（Ru+R2）（2）式中 R1、R2动圈 1 和动圈 2 的电阻，。由（1）式和（2）式得：（Ii/Iu）=（Ru+R2）/（Ri+R1+Rx）Rx=（Ru+R2）/（Ii/Iu）RiR1 （3）根据磁电系流计的工作原理，其可动部分偏转角是流过两个动圈的电流的比值的函数。即=f（Ii/Iu）（4）则（Ii/Iu）=F（a）（5）将 5 式代入 4 式得：Rx=（Ru+R2）/F（a）RiR1 （6）在（6）式中，Ri、Ru、R1、R2都是固定电阻，所以被测电阻仅与可动部分偏转角有关，而与直流电源电压无关。二、绝缘电阻表的技术特性 1、绝缘电阻表的测量对象是数值很大的绝缘电阻，因此绝缘电阻表本身的绝缘电阻、接线端钮之间的表面泄漏电流、被测绝缘电阻表面的泄漏电流等都可能对测量结果产生影响。当测量其绝缘电阻时，裸露的绝缘表面由于脏污或受潮等原因，常常产生泄漏电流，使测得值小于实际的绝缘电阻值。正确使用绝缘电阻表的屏蔽端，可以减小表面泄漏电流影响。绝缘电阻表设置有独立的屏蔽。其作用是将电流测量机构同电源和机壳隔离。以测量电缆的绝缘电阻为例，其原理接线如图所示。在裸露绝缘表面靠近线芯处加装保护环，将保护环接到绝缘电阻表的 G 端。图中 Ix是流过电缆绝缘材料内部的电流；I1是流过电缆外皮与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流；I2是流过电缆线芯与保护环之间的绝缘表面的泄漏电流。显然，I1由电源正极流出，流入电源负极，未流经电流测量机构，不会影响测量结果。由于 L端与 G 端之间的电压很小，因此泄漏电流 I2很小。虽然该电流对电流测量机构有分流作用，但影响很小。如果不接屏蔽端 G，则绝缘表面的泄漏电流全部流过电流测量机构，对测量结果可能产生严重的影响。测量电缆的绝缘电阻接线图测量电缆的绝缘电阻接线图 为了获得稳定的输出电压，手摇发电机都安装有稳速装置。绝缘电阻表使用时的转速在 4 额定值20%，即 120144r/min 范围内。在绝缘电阻表中，中值电压应不低于绝缘电阻表额定电压 90%，（中值电压是当被测电阻等于中值电阻时，绝缘电阻表的测量端钮之间的电压。）高压电源的内阻应不超过中值电阻的 10%2、负载特性 不同类型的绝缘电阻表，负载特性是有差异的，被测物的绝缘电阻与所加电压高低有关。测量时所用的绝缘电阻表要根据被测对象恰当选择，使端电压保持稳定，每次测量要应用同型号绝缘电阻表，以便对测量结果进行比较。国家计量检定规程（JJG622-97）的规定：（1）绝缘电阻表按额定电压分为 9 种：50，100，250，500，1000，2000，2500，5000，10000V。（2）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。绝缘电阻表的允许误差 绝缘电阻表的等级指数 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 允许误差（%）区段 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0、区段 2.0 5.0 10.0 20.0 50.0 三、电子式绝缘电阻表 电子式绝缘电阻表是指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的被测绝缘电阻值，具有泄漏屏蔽或端子 G 的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型。计量单位为 M或 G。电子式绝缘电阻表的准确度等级分为 6 级：0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，20.0。电子式绝缘电阻表的准确度等级和允许误差关系 准确度等级 允许误差（%）0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 2.0 5.0 5.0 10 10 20 20 电子式绝缘电阻表额定电压和允许误差关系 额定电压 允许误差（%）50V 10 100V 10 250V 10 500V 20，-10 1000V 20，-10 2500V 20，-10 5000V 20，-10 10000V 20，-10 5 第六章 接地电阻表 一、接地电阻表基本工作原理 接地电阻表是根据电位补偿原理，既电位差计的原理工作的，主要用于电气设备以及避雷器装置等接地电阻的测量。它又称为接地摇表或接地绝缘电阻表。它的形式很多，有电位式、电桥式、电动系比率式等，但基本原理是一样的这里仅介绍一种常用的电位差计式的 ZC-8型接地电阻测量仪。基本测量原理 图的上方为用补偿法测接地电阻的原理电路。图中 E为接地体，P 和 C 分别为电位辅助电极和电流辅助电极。它们分设在距离接地体不小于 20m 和 40m 处。交流电源 U 经电流互感器 LH 的原边线圈接到接地体 E 和电流辅助极 C 上，并经地构成闭合回路。接地电流在地中散流的结果，形成了如图下方所示的电位分布。电位辅助极 P 的电位为零，因此E 和 P 之间的电压为 IRx。电流互感器的副边经电位器 RS构成闭合回路，其电流为 I/K（K 为电流互感器的变比）。电位器的滑动接点经检流计 G 和电位辅助极 P 相连，调节电位器 RS使检流计指零，改电流在电位器可动触点左边的电阻 R 上的压降为（I/K）R=IR/K 则 IRx=IR/K 所以 Rx=R/K 可见被测的接地电阻值，可通过变比 K 和电位器的电阻 Rs来确定，而与辅助电极 C 的接地电阻 Rc无关。二、ZC-8 型接地电阻测量仪 ZC8 型接地电阻测量仪是按补偿法原理作成的，内附手摇交流发电机作为电源，其外形和原理电路如图所示。它的外形和摇表相似，所以又称为接地摇表。这种测量仪的端钮有 3 个和 4 个两种。有 4 个端钮时，应将P2和 C2短接后再接至被测的接地体。3 端钮式测量仪的 P2和 C2已在内部短接，故只引出一个端钮 E，测量时直接将 E 接至被测接地体即可。端钮 P1和 C1分别接上电位辅助探针和电流辅助探针，探针应按规定的距离插入地中，以构成电位和电流辅助 机械整流器型机械整流器型 6 电极。为了扩大仪表的量程，电路中接有三组不同的分流电阻 R1R3以及 R5R8，用以实现对电流互感器的副边电流以及检流计支路的分流。分流电阻的切换利用联动的转换开关 S 同时进行。对应于转换开关的三个档位，可以得到 01、010和 0100三个量程：当转换开关置于“1”档时，相当于 I2=I1（即 K=1）；置于“2”档时，I2=I1/10（K=1/10）；置于“3”档时，I2=I1/100（K=1/100）。电位器的旋钮装在仪表面板上并带有读数盘。调节电位器使检流计指零，则被测的接地电阻可由下式求得，即 Rx=KRs（读数）由于采用磁电系检流计做指零仪，仪表备有机械整流器或相敏整流器，以便将交流发电机的 115Hz 交流转换为检流计所需的直流电流，并可消除地中工频杂散电流对测量的影响。此外，为了防止地中直流杂散电流的影响，在电位探针 P1的回路中还串联了一个电容 C，以隔断直流。根据我国专业标准 ZB N21001-88 的规定：接地电阻测量仪的准确度等级指数为 0.5，1，（1.5），2，（2.5），3 和 5 等 7 级。（相敏整流器）（相敏整流器）7 第四章 绝缘电阻表检定 一、检定依据：绝缘电阻表检定规程JJG622-97 电子式绝缘电阻表检定规程JJG1005-2005 二、检定条件 1.标准设备：检定用设备包括：标准高压高阻箱、恒定转速驱动装置、整流器、电容器、电压表及交流耐压试验装置。检定时，手柄转速应在 120/min 或 150/min 范围内，连接导线应有良好绝缘。使用设备包括标准高压高阻箱及恒定转速驱动装置。标准高压高阻箱允许误差限值，应不超过绝缘电阻表允许误差限值的 1/4。标准高压高阻箱的调节细度，应小于被检绝缘电阻表分度线指示值与/2000 的乘积，其中为被检绝缘电阻表准确度等级指数。绝缘电阻表准确度（10-2）1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 标准高阻箱准确度（10-2）0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 2.检定环境条件 环境温度为（235），相对湿度小于 80%，检定场所除地磁场外应无其他强外磁场。三、检定方法 1、外观检查：绝缘电阻表正确使用的必要标志。从外表看，零部件完镇完真整，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。2、初步试验：首先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，指针应指在的位置，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，且有余位置。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。3、基本误差测定：对每个带数字分度线进行试验。试验时采用符合法，即通过调节标准电阻器使被检