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指針式絕緣電阻表的結(jié)構(gòu)與工作原理
(1)指針式絕緣電阻表的結(jié)構(gòu) 常見的指針式絕緣電阻表結(jié)構(gòu)主要由手搖直流發(fā)電機,、磁電系比率表及測量線路構(gòu)成,。
①手搖發(fā)電機,。手搖發(fā)電機一般由發(fā)電機,、搖動手柄、傳動齒輪等組成,。這種發(fā)電機的容量很小,，但在標準轉(zhuǎn)速(120r/min)下會產(chǎn)生較高的電壓。常見的電壓等級有100V,、250V,、500V、1000V,、2500V等,。
?、诖烹娤当嚷时怼Ｒ话阌纱怕凡糠?、電路部分,、指針等組成，如圖1所示,。
圖1 磁電系比率表的組成
磁路部分由常久磁鐵,、極掌、帶缺口的圓柱形鐵芯等構(gòu)成,。電路部分由兩個可動的線圈(稱之為動圈)構(gòu)成,。兩個動圈彼此相交成一固定夾角，連同指針固定在同一軸上,。動圈中的電流是通過導(dǎo)流絲導(dǎo)入的,，當通入電流后，兩個動圈內(nèi)部的電流方向是相反的,。此外,，動圈內(nèi)是帶缺口的圓柱形鐵芯，所以磁路空氣隙內(nèi)的磁場是不均勻的,。
(2)絕緣電阻表工作原理 絕緣電阻表的測量電路2所示,，虛線框內(nèi)為表內(nèi)部電路，交流發(fā)電機發(fā)出的交流電壓經(jīng)二極管VD1,、VD2和電容器C1,、C2整流、濾波后成為直流電壓,，加在被測電阻Rx上,。表外部有3個接線端子，L端子叫線路端子;E端子叫接地端子;G端子叫屏蔽端子(又叫保護環(huán)),，其內(nèi)部直接與發(fā)電機負極相連,。在測量電纜絕緣電阻時要使用G端子。
圖2 絕緣電阻表的測量電路
測量時兩個動圈中的電流I1,、I2流向不同,，I1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩M1和I2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩M2也相反，當兩個力矩平衡時,，指針停留在某一個位置,，相應(yīng)偏轉(zhuǎn)角為α，α將由兩個動圈內(nèi)電流比決定,，即α=F(I1/I2),，而與測量電路中的電源電壓無關(guān)。
由圖2中可以看出,，動圈1,、內(nèi)附電阻R1與被測電阻Rx串聯(lián);動圈2和內(nèi)附電阻凡串聯(lián),，它們接到發(fā)電機的兩端，并承受發(fā)電機發(fā)出的測量電壓,。此時線圈中電流大小為
因為F是常數(shù),，由式(8-1)可知，當表的結(jié)構(gòu)一定時,，即R1,、R2、r1,、r2均為定值;U一定時,，絕緣電阻表的指針偏轉(zhuǎn)角大小只取決于兩只動圈中電流的比值，因此稱為比率表,。電流I2是一個不變的常數(shù),，電流I1的大小與被測電阻Rx有關(guān)。
當被測電阻Rx=0時,，I1為最大，I1/ I2的比值最大,，此時動圈1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩M1最大,，偏轉(zhuǎn)角α也最大，指針向右偏轉(zhuǎn)到最大位置,，即指針指向零位;當被測電阻RX=∞(無窮大)時,，I1趨近于零，此時動圈1的轉(zhuǎn)動力矩M1也為零,，在I2所產(chǎn)生的反作用力矩M2的作用下,，指針向左偏到∞位置。在此種情況下,，由于動圈2正好轉(zhuǎn)到鐵芯缺口處,，由I2所產(chǎn)生的磁場與缺口處由常久磁鐵產(chǎn)生的恒定磁場方向一致，這時不再產(chǎn)生反作用力矩,，線圈停止轉(zhuǎn)動,。
由式(8-1)還可知，絕緣電阻表標度尺的刻度是不均勻的,，測量范圍是0～∞,，但實際上這疋不可能的，因為在其標度尺上只有部分刻度能有較為準確的讀數(shù),，如0～100MΩ,、0～250MΩ，0～500MΩ等,。
另外,，由于磁電系比率表沒有產(chǎn)生反作用力的游絲,，所以一般絕緣電阻表在不用狀態(tài)下，其指針可停在任意位置,，但在正常放置(水平)條件下,，指針一般指在標度尺中間的位置附近。
絕緣電阻表由手搖發(fā)電機產(chǎn)生的電壓是很不穩(wěn)定的,，所發(fā)出電壓的高低與搖動手柄的速度有關(guān),。但由磁電系比率表的原理可知，其指針偏轉(zhuǎn)角度只與電流I1和I2有關(guān),，而與發(fā)電機輸出電壓無關(guān),。也就是說，發(fā)電機輸出電壓不穩(wěn)是不會影響指針偏轉(zhuǎn)角的,。但是需要說明的是,，若手搖速度過慢，則發(fā)電機產(chǎn)生的電壓太低,，將使兩個動圈產(chǎn)生力矩減小,，此時由于通電用導(dǎo)流絲有一定的彈性力矩，這一力矩將對可動部分有一定影響,，因此測量結(jié)果就會產(chǎn)生誤差,。同時發(fā)電機產(chǎn)生的電壓達不到額定值，其測出的絕緣電阻是不符合要求的,。所以,，在使用時應(yīng)保持120r/min的額定轉(zhuǎn)速，不能忽快忽慢,。有些絕緣電阻表內(nèi)部裝有限速裝置,，能限制發(fā)電機轉(zhuǎn)速，并使之以恒速轉(zhuǎn)動,，以保證測量的準確性,。
