电气绝缘测试技术期末复习题

电气绝缘测试技术复习知识点

第一章

1、绝缘电阻的定义

定义：施加于绝缘体上两导体之间的直流电压与流过绝缘体的稳态泄漏电流之比。

分类：体积电阻和表面电阻。P2

体积绝缘电阻 Rv=U/Iv 表面绝缘电阻 Rs= U/Is

IvIsRv∥Rs 绝缘电阻是体积电阻与表面电阻并联组成的。 具体关系请参考书上第4页 性能：用绝缘电阻表征绝缘结构性能

体积电阻率的单位是（欧姆/米） 表面电阻率的单位是（欧姆） 1、绝缘电阻不仅与绝缘材料的性能有关，还决定于绝缘系统的形 状和尺寸；而电阻率则完全决定于绝缘材料的性能。

2、由于表面电阻率对外界的影响很敏感，所以绝缘材料的电阻率 一般是指体积电阻率。 2、影响绝缘电阻的因素

（1）温度 ：T →R（ρv ） （离子电导为主体）

（2）湿度：δ（% ） →R（ρv ） 所以材料吸湿后，要先进行烘干在进行使用 （3）电场E不高，一般R（ρv）与E无关（线性材料） 高场强是 E →R（ρv ） （非线性材料）

电压升高时，绝缘体中有缺陷，也会导致绝缘电阻下降 （4）辐射：剂量 →R（ρv ）

（5）交联：无影响 ，高温下交联击穿强度高

3、预处理的条件和目的

预处理的条件：规定大气压下，温度23+-2℃，相对湿度50+-5%，处理24小时； 预处理的目的：消除试品经历的历史条件不同对测试结果的影响 4、※二三电极的优缺点 二电极 优点：结构简单

缺点：无法将体积电流与表面电流分开，存在边缘效应。 用途：适用于薄膜材料的测试

三电极 优点：将体积电流与表面电流分开，消除了边缘效应，均化电场

缺点：高频下，存在T型干扰网络 5、※电极材料的选材原则

选择材料的原则： 1. 导电性好

2. 与被测材料紧密接触

3. 化学性能稳定，不和被测材料发生化学反应 4. 经济、操作方便 试样的选择

厚度：取决于材料的厚度。一般不超过4mm。 大小：比电极的最大尺寸至少每边大7mm。 电极的名称

6、※※高阻计法的测量原理图

高阻计法（P15 图1-15） Rx=

SRnU，Rn最大1012Ω，放大器输入阻抗>1014Ω。 Ip 高阻计负反馈放大电路，可测范围可达1017Ω，测试误差为10%

适用于绝缘材料性能的测试。（图见书上） 提高测量精度的方法：

1、加大电压，但不能太高，以免击穿试样。

2、增大RN，但也不能太大，应保证Ri>>RN,一般RN=Ri/100 3、减小Ip，提示指示器的灵敏度 4、提高S，但应避免噪声的影响 7、※影响绝缘电阻测量的因素及消除措施 一、 误差的来源 1. 仪器的误差

RB

RAUn 检流计法：Rx=

Kа 电桥法：Rx=RN

2. 漏电流及其消除方法 漏电流有两种：

由高压泄露到测量极 IH→M，Rx产生负误差（把合格判为不合格产品） 由测量极泄露到保护极IM→G，Rx产生正误差（把不合格产品判为合格产品） 减小误差的措施: IH 在漏路径中放置接地金属物

IM 高阻计采用负反馈电路，等效输入阻抗为Rf（Rf比R小2～3个数量级 外来电势：标准条件下使用仪器，良好屏蔽及接地 剩余电荷（退极化电流）

先测R v，后测Rs时；测Rv后要充分放电，一般不小于5分钟

8、※测量绝缘电阻的各种方法的特点及适用范围

1、直测法 （1）欧姆表法 特点：最方便

适用范围：灵敏度不高的场合，例如，现场的测试。测量范围为0-100M欧姆 （2）检流计法

特点：灵敏度高。电压范围100-1000V ；检测电流10*10（-10）A；最大电阻10（12）— 10（13） 适用范围：工厂产品测试 （3）高阻计法

特点：两种方法：1.振动电容法 2.斩波式放大器 检测电流《10（-10）欧姆 检测电阻》10（14）欧姆 适用范围：适用于绝缘材料的测试 2、比较法 （1）电桥法

优点：实验结果与试验电压无关，准确度最高，可测电阻10（14）欧姆，量程广。 缺点：需要人为调节，比较麻烦，操作不方便，在工程上为广泛应用。 （2）电流比较法

设备与检流法相同，测试过程、原理、公式不同，精度高。 适用范围：适用于产品绝缘的检测。 3、充放电法 （1）充电法

优点：与高阻计法比，提高测试灵敏度，满足更高绝缘电阻的测试，充放电法是目前为止 测量绝缘电阻“最灵敏”的一种方法，可达到10（19）欧姆 （2）自放电法

优点：测量线路简单 缺点：

适用范围：适用于试样的电容已知的试样

小结：对绝缘电阻的测试可以分为三大类： 1、直接发：检流计、高阻计 2、比较法：电桥比较、电流比较 3、充放电法：充电、自放电 原理及测量范围

绝缘材料测试常用高阻计法 工程上较少用充放电法

要求精确测试用电桥比较法，但量程到1015Ω。

第二章

1、※相对介电常数和损耗角正切值的定义、等效电路及串并联等效电路参数的关系 定义：1 在同一电极结构中，电极周围充满介质时的电容Cx与周围是真空似的电容C0之比

εr?Cx Cx—用绝缘填充时电容 C00 C0—几何电容，C0?εA d 2 是样品在施加电压时所消耗的有功功率与无功功率的比值

对于并联等效阻抗 tanδ?并联等效电路串联等效电路RpRsCpCsP有功P无功?I有I无?1

wRPCP 对于串联等效阻抗 tanδ=wRsCs 对于tanδ两者完全等效，即

1?wRsCs

wRPCP1?Cs?R?1?，??Rs P2tanδ1?tan2δ?? ∴ 得到 CP?

2、影响相对介电常数和损耗角正切值的因素（图片见书上）

㈠ εr：

1. 温度:

2. 湿度：受潮，εr升高

3. 电压 U →E ，一般εr不变

但夹介质：E εr （但增加幅度不大） 4. 频率： ㈡ tanδ 1. 温度:

2. 湿度：受潮，tanδ 3. 电压（或电场） 4. 频率：

3、※一般高压西林电桥的原理图，读数公式的推导及灵敏度分析

ZNZ3=ZxZ4

ACNDgR4C4BCR3 ψN +ψ3=ψx+ψ4 经推导：并tanδ< 0.1

Cx?R4CN R3tanδ=wR4C4

当w=100π，R4=

1000Ω π Tanδx=C4（以μF为单位的读数） 灵敏度分析：

1. 试验电压与灵敏度成正比 2. 电源频率f ，灵敏度 3. CN ，灵敏度 4. Zg ，灵敏度下降

4、※一般高压西林电桥的不足，高精密西林电桥进行哪些改进

一、 一般西林电桥存在不足

1、C、D平衡对屏不等电位，分布 电容及漏导的影响

2、R3、R4残余电感及杂散电容 二、消除分布电容、漏导

1、从用电压跟随器（驱动屏蔽技术）

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