[其他]自選量程高壓數字兆歐表

在審

• 申請號: 101986000005996
• 申請日: 1986-09-03
• 公開（公告）號: CN1005652B
• 公開（公告）日: 1989-11-01
• 發明（設計）人: 張貽新;王長富;李吉民;翟文敏
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;安徽送變電工程公司勞動服務公司
• 代理公司: 中國科學院合肥專利事務所
• 代理人: 童建安

一種自選量程高壓數字兆歐表本發明屬于高壓電氣絕緣性能檢測裝置，采用壓比計原理，利用雙支路取樣壓比電路，選用雙積分Ａ／Ｄ變換大規模集成模塊構成Ｖ／Ｒ變換器，用數字顯示被測阻值。該裝置可交直流供電，直流電壓源范圍很寬，高壓可達１５，０００Ｖ，可準確測試電氣設備的絕緣電阻及吸收比，精確度可達０．１％（±１個字）測量范圍為２０ＭΩ～２００，０００ＭΩ，稍加改動，可測１，０００，０００ＭΩ以上。該裝置結構簡單，調試方便，造價較低，適應性廣。

本發明屬于高壓電氣、絕緣材料的檢測裝置

目前檢測電氣設備、電纜及各種材料的絕緣性能及絕緣吸收比，所采用的高阻表，兆歐計或搖表，幾乎都是用流比計原理，采用磁電系指針式讀數。美國希伯公司（HIPORONICS）生產的5000v/100000MΩ高阻表及日本協立公司（KYORITSU）生產的3121型和3122型5000V/100000MΩ高阻表均屬磁電系儀表，后者已由中國寧夏電子儀器廠引進投產。指針式儀表讀數準確度因人而異，測量誤差較大，使用很不方便，尤其對吸收比測量相當困難。按有關規程：在高壓接通瞬間開始，分別測出60秒的瞬時值R60為絕緣電阻，而R60和15秒的瞬時值R15之比，即R60/R15定義為吸收比。用現有指針式儀表測量絕緣電阻及吸收比，至少需要三個密切配合，協調一致才能進行測量，若稍有疏忽，就可能造成儀表損壞，而且由于計時、讀數及刻度非線性等諸因素影響，造成的測量誤差甚大，不能反映被測對象的真實絕緣性能。

近年來國外已在探討數字式高阻計，不過一般都是采用由被測物和參考電阻相串聯的單一取樣支路。在參考電阻上獲得取樣電壓，經A/D變換后，再由計算機運算得出結果（如JP59-5969），或者在單支路中取出兩個電壓，利用雙積分（雙斜率）A/D變換的方法進行測量，有兩種不同的雙斜率積分方式，可以做出數字歐姆計或數字電導儀（如US4，217，543）。但是由于采用單支路取樣，積分電壓直接從被測物上取得，受A/D變換器或積分器輸入電平的限制，用上述方法制造的數字歐姆計，加在被測物上的電壓只能達數伏至十幾伏，無法測量高壓下的絕緣電阻，且最高測量范圍只限于20MΩ以內;對于數字電導儀，由于同樣的原因，無法測量高壓狀態下的絕緣電導，且測量結果不直觀，需作倒數運算。

針對上述情況，本發明的任務在于改進現有技術所存在的不足，用數字顯示精確測量被測物絕緣電阻及吸收比，并適于高壓大范圍的測量，提供一種新的高阻測試裝置。

本發明的基本構思是采用雙支路壓比計原理。由兩條串并聯電阻網絡構成雙支路取樣壓比電路進行取樣，分別得到兩個取樣電壓經雙積分除法V/R變換進行高阻測量，其測量步驟為：

a.將直流高壓施加于雙支路取樣壓比電路上，分別取得基準取樣電壓Vp和被測取樣電壓Vx，送至雙積分除法器輸入端，

b.在時鐘信號控制下，在確定時間內對基準取樣電壓（Vp）進行正向積分，在該時間內通過的鐘脈沖數為N1，

c.對被測取樣電壓（Vx）作反向積分，在該反向積分時間內通過的鐘脈沖數為N2，

d.由壓比電路，因Rx＞＞Rs，所說被測取樣電壓Vx與被測物阻值Rx成反比，即Rx∞l/Vx。由雙積分可知，反向積分所得鐘脈沖數N2與被測電壓Vx成反比，即Vx∞l/N2，因此反向積分所得鐘脈沖數N2與被測物阻值Rx成正比，寫成關系式為Rx∞N2/NlVp，完成V/R變換，達到測試被測物的目的。

上面所說壓比計原理，即所說的兩條取樣支路R1+R2和Rx+Rs的中節點電位相對保持不變，消除了電源波動及紋波干擾，提高了穩定性。