家装电工技能：绝缘电阻表的工作原理与类型

1.绝缘电阻表的工作原理

绝缘电阻表是由高压手摇发电机及磁电式双动圈比率表组成，具有输出电压稳定，读数正确，噪声小，摇动轻的特点，且装有防止测量电路泄漏电流的屏蔽装置和独立的接线柱。绝缘电阻表是用来测量大电阻（主要是绝缘电阻）的直读式仪表。绝缘电阻表的标尺以兆欧（1MΩ=1000000Ω）为单位。

绝缘电阻表是电工常用的一种测量仪表，绝缘电阻表主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。

图B-1　绝缘电阻表的组成及工作原理

手摇式绝缘电阻表主要由手摇直流发电机、磁电系比率表以及测量线路组成。绝缘电阻表的组成及工作原理如图B-1所示。手摇直流发电机的额定电压主要有500V、1000V、2500V等几种。绝缘电阻表主要是根据所测设备的电压和要测量的范围来选择。一般选择原则是：额定电压500V及以下的电气设备一般选用500～1000V的绝缘电阻表，500V以上的电气设备选用2500V绝缘电阻表，高压设备选用2500～5000V绝缘电阻表。

直流发电机（或交流发电机与整流电路配合的装置）的容量很小，但输出电压很高。绝缘电阻表就是以发电机所能发出的最高电压来分类的，电压越高，能测量的绝缘电阻值就越大。

磁电系比率表是一种特殊的磁电系测量机构，它的形式有几种，但基本结构和工作原理是相似的，磁电系比率表是由固定的永久磁铁和可在磁场转动的两个线圈组成，没有产生反作用力矩的游丝。线圈的电流是通过柔软的细金属丝引入的，简称“导丝”。两个线圈彼此间成一固定的角度，并连同指针固定于同一转轴上。铁心上开有缺口，因此，磁路系统的空气隙内的磁场是不均匀的，这也是它和一般磁电系仪表不同的地方。

绝缘电阻表工作时，直流发电机发出的电压一部分接到测量机构的电压线圈，使可动部分产生反作用力矩。另一部分由端钮通过被测物接到测量机构的电流线圈，使可动部分发生转动，此转角的大小与被测物的绝缘电阻成反比。当转动力矩与作用力矩相等时，可动部分的转动达到平衡，同时带动指针指出被测物的绝缘电阻值。

当以120r/min的速度均匀摇动手柄时，绝缘电阻表内的直流发电机输出该表的额定电压，在线圈1与被测电阻间有电流I₁，在线圈2与表内附加电阻R₂有电流I₂，两种电流与磁场作用产生相反的力矩，当I₁电流最大（即被测电阻为0），指针指向刻度0。当I₂电流最大（即开路状态），指针指向刻度无穷大∞，当被测电阻为一定值时，指针指在被测电阻的数值，由于绝缘电阻表没有游丝，不能产生反作用力矩，所以绝缘电阻表在不测量时可停留在任意位置（即不定位），而不是回到零，这跟其他指针式的仪表是有区别的。

被测电阻R_X接在“L”与“E”端钮之间。摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高的直流电压，线圈1和线圈2同时通电。通过线圈1的电流I_l与气隙磁场相互作用产生转动力矩M₁；通过线圈2的电流I₂也与气隙磁场相互作用产生反作用力矩M₂，M₁与M₂方向相反。

由于气隙磁场是不均匀的，所以转动力矩M₁不仅与线圈1的电流I₁成正比，而且还与线圈1所处的位置（用指针偏转角α表示）有关。绝缘电阻表指针的偏转角α只取决于两个线圈电流的比值，而与其他因素无关。所以绝缘电阻表能够克服手摇发电机电压不太稳定而对仪表指针偏转角产生影响的缺点。由于I₁的大小一般不变，而只随被测绝缘电阻R_x的改变而变化，所以可动部分的偏转角α能直接反映被测绝缘电阻的数值。绝缘电阻表的标度尺如图B-2所示（绝缘电阻表的标度尺为反向刻度）。

图B-2　绝缘电阻表的标度尺

2.绝缘电阻表的类型(www.xing528.com)

（1）手摇式绝缘电阻表

手摇式绝缘电阻表如图B-3所示，电源为手摇发电机，测量机构为磁电式比率表。优点是比较方便，缺点是输出电压难以保证。

（2）电动式绝缘电阻表

电动式绝缘电阻表如图B-4所示，电动式绝缘电阻表利用6～12V电池直流电压，经过直流变换器，反馈、稳压后得到一个稳定的直流输出电压（100～5000V），测量机构是一个简单的电流表头。

图B-3　手摇式绝缘电阻表

图B-4　电动式绝缘电阻表

（3）数字式绝缘电阻表

数字式绝缘电阻表根据数字仪表的原理，采用D-A转换器将所测绝缘电阻值转换为数字显示，如图B-5所示。

（4）智能化绝缘电阻表

智能化绝缘电阻表是在数字化的基础上，使用单片机研制的智能化绝缘电阻表，测量数据采集、计时、计算、打印全部自动化，智能化绝缘电阻表如图B-6所示。

图B-5　数字式绝缘电阻表

图B-6　智能化绝缘电阻表