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摘 要：绝缘电阻是电气设备的重要绝缘参数，屏蔽在绝缘电阻测量中应用广泛。本文从兆欧表工作原理、屏蔽原理、屏蔽位置选择出发，结合现场实际案例，分析了屏蔽对绝缘电阻测量的影响，提出了准确测量绝缘电阻的屏蔽位置及方法，以及在测量过程中的注意事项。
关键词：绝缘电阻；兆欧表；屏蔽
我们想要知道的是绝缘的体积电阻，实测值是体积电阻和表面电阻的并联电阻。如果绝缘表面无脏污或受潮等，此时有：
如果绝缘所处的环境比较恶劣，在运行過程中可能在绝缘表面产生脏污或受潮，绝缘的表面电阻R2的存在将造成实测绝缘电阻偏小的情况。
为消除绝缘表面电阻对绝缘电阻的影响，可通过屏蔽的方法来进行测量。采用屏蔽进行测量的试验接线如图5，等效电路如图6所示。
图5屏蔽接线图 图6屏蔽时的等效电路
由于L极与G极电压基本相等，式（11）成立。
在这种情况，由于G极的存在，表面泄漏电流绝大部分都从G极流过，基本不从L极流过，也就没过流过测量回路，不会对试验结果产生影响，从而达到屏蔽的作用。这种情况的前提是L极与G极电压相等。但在实际中，由于L极从电源出来后还带有限流电阻和采样电阻，当电流流过时会产生电压降，因此L极与G极电压并不完全相等，可能对测量产生影响。
四、屏蔽位置对测量结果的影响
屏蔽位置对试验结果的影响主要考虑两个方面：1、G极的分流影响[4，5]；2、G极对容量的影响[6，7]。
1、G极的分流影响
在实际试验工作中，存在G极离L极太近，导致绝缘电阻值偏高的现象。屏蔽的前提是G极电压与L极电压相等。但事实上，由于L极从电源负极出来后还要经过限流电阻和采样电阻，G极是直接从电源负极引出。当L极流过电流时，由于限流电阻和采样电阻的存在将产生电压降，使L极电压小于G极电压。此时图6中的I2为负值，而I小于I1，从而导致流过流比计的电流减小，测量结果增大。这种误差在R2越小的时候越明显，即绝缘表面受潮脏污越严重，结果越大。
2、G极对容量的影响
通常选择兆欧表时都要求其容量大一些较好，要求其短路电流在5mA及以上。容量小于测量要求时，兆欧表的输出电压会降低。由于G极电压等于输出电压，表面泄漏电流虽然不流经测量装置，但其功率还是由电源提供。这部分容量没有作用在体积绝缘上，由于兆欧表的总容量是一定的，相当于作用在体积绝缘上的容量减小了。G极与E极的距离越近，两者间的绝缘电阻就越小，G极消耗的容量就越大，作用在体积绝缘上的容量就越小。
考虑G极的分流影响，屏蔽位置离E极越近越好；考虑G极对容量的影响，屏蔽位置离L极越近越好。对于最大输出电压5000V、短路电流5mA的兆欧表，其内阻大约为1G€%R。考虑到电源本身的内阻，L极的限流电阻和采样电阻之和小于1G€%R。对于表面干燥、无脏污的绝缘试品，一个瓷环的表面绝缘电阻在10G€%R以上。因此，屏蔽位置在L极下2～3个瓷环处，G极的分流影响基本可以忽略。同时，G极与E极的电阻也足够大，对容量的影响也小。当绝缘表面受潮、脏污时，屏蔽极在L极下2～3个瓷环处，还是存在分流的影响。
五、现场案例
某220kV变电站#1号电力变压器例行试验，在进行绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数的测量时，发现绝缘电阻与上一次试验数据下降很大。经检查发现三相套管表面有灰尘，用干毛巾对三相套管表面进行擦拭，并采用屏蔽进行测量，屏蔽环位置处于L极往下3个瓷环处。试验数据有所上升，但仍与上次试验数据有差距。认真检查后认为三相套管表面灰尘用干毛巾擦拭不干净，决定用酒精对三相套管表面进行清洁处理，并采用屏蔽进行测量，屏蔽环位置处于L极往下3个瓷环处。试验数据明显好转，达到相关标准要求，该电力变压器绝缘电阻合格。
表1 上次试验数据
表2 未做任何措施的试验数据
表3 干毛巾擦拭加屏蔽的试验数据
从案例可以看出，屏蔽在原理上虽然可以消除表面泄漏电流的影响，但在实际试验中作用有限。屏蔽的效果与绝缘表面是否干燥、有无脏污相关。为了准确测量绝缘电阻，首先应对绝缘进行干燥、去除脏污。在绝缘表面干燥、无脏污的情况下，屏蔽位置选择距离L极2～3个瓷环处，可最准确的得到绝缘电阻。
六、测量绝缘电阻时的注意事项
绝缘电阻试验是电气试验中最常规、最基本的试验项目，是进行其它电气试验项目的基础。准确的测量绝缘电阻可有效的发现绝缘缺陷、正确的判断设备绝缘状况。在绝缘电阻测量值与标准或规程不相符时，不要急于下结论，要仔细分析现场情况，消除测量中的干扰因素，力求得到最真实的绝缘电阻值。
绝缘表面受潮和脏污是引起设备绝缘测量值偏小的主要原因。湿度增加时，被试品表面易吸附潮气形成水膜。设备在长期的运行过程中，其外表面都不同程度的存在脏污。两种情况都将导致表面泄漏电流增大，绝缘电阻值偏小。从原理上分析，屏蔽可以完全消除这两者对测量的误差。但在实际试验过程中，只用屏蔽的方法并不能完全消除这两者的影响。因此，正确的做法是首先对绝缘表面进行清洁和干燥。通常可用干燥的毛巾或加入酒精、丙酮等对被试品表面进行擦拭，或用电吹风干燥被试品表面，也可在被试品表面涂上一圈硅油等方法，对被试品进行干燥和清洁。处理完毕后，配合屏蔽的方法进行测量，可收到事半功倍的效果，将湿度和表面脏污对测量的影响降到最低。
除了对被试品进行干燥和清洁后，在现场使用屏蔽测量绝缘电阻时，还要注意以下几点：
对被试品充分放电
在对被试品进行绝缘电阻测量之前，应对其进行充分放电，尤其是对大容量的设备，如变压器、电抗器、电缆等，其放电时间应大于充电时间，防止被试品中的残余电荷流经测量回路，造成误差。
1、温度
绝缘材料的导电性质是离子性。温度上升时，材料中的原子、分子活动加剧，产生的离子数目增加，因而导电能力增加，绝缘电阻减小。
2、屏蔽的位置
正确的屏蔽位置应是L极往下2～3个瓷环处。屏蔽极G若离L极太近，可能造成测量的正误差，也可能屏蔽的裸铜线与L极相碰造成误差；屏蔽极若离E极太近，会影响到L极的电压输出，也存在屏蔽的裸铜线与E极太近而放电的现象。
3、仪器厂家和型号
不同厂家和型号的兆欧表，其参数可能不同，其测量结果也不尽相同，对分析和判断造成麻烦。因此，对同一被试品，尽量用同一台仪器进行试验，以便分析判断。
4、高空作业
随着电压等级的提高，设备构架也越来越高，许多被试品高度都在3m以上。例如变压器高压套管等，不好使用安全绳，需要栏子车配合。当现场无栏子车配合时，应当十分注意高空作业安全，以防事故。
参考文献：
[1]金月新，张彩霞.绝缘电阻的测量[J].沈阳工程学院学报，2009，（5）.
[2]吕亚林，肖向明，韩义和.绝缘电阻的正确测量[J].计量与测试技术，2000，（4）.
[3]郭鸣.浅谈绝缘电阻测试[J].电动工具，2006，（1）.
[4]高振国.绝缘电阻试验中屏蔽方法的研究[J].沈阳工程学院学报，2008，（2）.
[5]黄兆龙，王宁.使用屏蔽电极摇测绝缘电阻的正误差分析[J].华东电力，1998，（3）.
[6]刘志万.高压兆欧表现场接线方法的研讨[J].华北电力技术，1997，（5）.
[7]高振国，王丽君.绝缘电阻试验中屏蔽极对测量结果的影响研究[J].科技信息，2009，（14）.
关键词：绝缘电阻；兆欧表；屏蔽
我们想要知道的是绝缘的体积电阻，实测值是体积电阻和表面电阻的并联电阻。如果绝缘表面无脏污或受潮等，此时有：
如果绝缘所处的环境比较恶劣，在运行過程中可能在绝缘表面产生脏污或受潮，绝缘的表面电阻R2的存在将造成实测绝缘电阻偏小的情况。
为消除绝缘表面电阻对绝缘电阻的影响，可通过屏蔽的方法来进行测量。采用屏蔽进行测量的试验接线如图5，等效电路如图6所示。
图5屏蔽接线图 图6屏蔽时的等效电路
由于L极与G极电压基本相等，式（11）成立。
在这种情况，由于G极的存在，表面泄漏电流绝大部分都从G极流过，基本不从L极流过，也就没过流过测量回路，不会对试验结果产生影响，从而达到屏蔽的作用。这种情况的前提是L极与G极电压相等。但在实际中，由于L极从电源出来后还带有限流电阻和采样电阻，当电流流过时会产生电压降，因此L极与G极电压并不完全相等，可能对测量产生影响。
四、屏蔽位置对测量结果的影响
屏蔽位置对试验结果的影响主要考虑两个方面：1、G极的分流影响[4，5]；2、G极对容量的影响[6，7]。
1、G极的分流影响
在实际试验工作中，存在G极离L极太近，导致绝缘电阻值偏高的现象。屏蔽的前提是G极电压与L极电压相等。但事实上，由于L极从电源负极出来后还要经过限流电阻和采样电阻，G极是直接从电源负极引出。当L极流过电流时，由于限流电阻和采样电阻的存在将产生电压降，使L极电压小于G极电压。此时图6中的I2为负值，而I小于I1，从而导致流过流比计的电流减小，测量结果增大。这种误差在R2越小的时候越明显，即绝缘表面受潮脏污越严重，结果越大。
2、G极对容量的影响
通常选择兆欧表时都要求其容量大一些较好，要求其短路电流在5mA及以上。容量小于测量要求时，兆欧表的输出电压会降低。由于G极电压等于输出电压，表面泄漏电流虽然不流经测量装置，但其功率还是由电源提供。这部分容量没有作用在体积绝缘上，由于兆欧表的总容量是一定的，相当于作用在体积绝缘上的容量减小了。G极与E极的距离越近，两者间的绝缘电阻就越小，G极消耗的容量就越大，作用在体积绝缘上的容量就越小。
考虑G极的分流影响，屏蔽位置离E极越近越好；考虑G极对容量的影响，屏蔽位置离L极越近越好。对于最大输出电压5000V、短路电流5mA的兆欧表，其内阻大约为1G€%R。考虑到电源本身的内阻，L极的限流电阻和采样电阻之和小于1G€%R。对于表面干燥、无脏污的绝缘试品，一个瓷环的表面绝缘电阻在10G€%R以上。因此，屏蔽位置在L极下2～3个瓷环处，G极的分流影响基本可以忽略。同时，G极与E极的电阻也足够大，对容量的影响也小。当绝缘表面受潮、脏污时，屏蔽极在L极下2～3个瓷环处，还是存在分流的影响。
五、现场案例
某220kV变电站#1号电力变压器例行试验，在进行绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数的测量时，发现绝缘电阻与上一次试验数据下降很大。经检查发现三相套管表面有灰尘，用干毛巾对三相套管表面进行擦拭，并采用屏蔽进行测量，屏蔽环位置处于L极往下3个瓷环处。试验数据有所上升，但仍与上次试验数据有差距。认真检查后认为三相套管表面灰尘用干毛巾擦拭不干净，决定用酒精对三相套管表面进行清洁处理，并采用屏蔽进行测量，屏蔽环位置处于L极往下3个瓷环处。试验数据明显好转，达到相关标准要求，该电力变压器绝缘电阻合格。
表1 上次试验数据
表2 未做任何措施的试验数据
表3 干毛巾擦拭加屏蔽的试验数据
从案例可以看出，屏蔽在原理上虽然可以消除表面泄漏电流的影响，但在实际试验中作用有限。屏蔽的效果与绝缘表面是否干燥、有无脏污相关。为了准确测量绝缘电阻，首先应对绝缘进行干燥、去除脏污。在绝缘表面干燥、无脏污的情况下，屏蔽位置选择距离L极2～3个瓷环处，可最准确的得到绝缘电阻。
六、测量绝缘电阻时的注意事项
绝缘电阻试验是电气试验中最常规、最基本的试验项目，是进行其它电气试验项目的基础。准确的测量绝缘电阻可有效的发现绝缘缺陷、正确的判断设备绝缘状况。在绝缘电阻测量值与标准或规程不相符时，不要急于下结论，要仔细分析现场情况，消除测量中的干扰因素，力求得到最真实的绝缘电阻值。
绝缘表面受潮和脏污是引起设备绝缘测量值偏小的主要原因。湿度增加时，被试品表面易吸附潮气形成水膜。设备在长期的运行过程中，其外表面都不同程度的存在脏污。两种情况都将导致表面泄漏电流增大，绝缘电阻值偏小。从原理上分析，屏蔽可以完全消除这两者对测量的误差。但在实际试验过程中，只用屏蔽的方法并不能完全消除这两者的影响。因此，正确的做法是首先对绝缘表面进行清洁和干燥。通常可用干燥的毛巾或加入酒精、丙酮等对被试品表面进行擦拭，或用电吹风干燥被试品表面，也可在被试品表面涂上一圈硅油等方法，对被试品进行干燥和清洁。处理完毕后，配合屏蔽的方法进行测量，可收到事半功倍的效果，将湿度和表面脏污对测量的影响降到最低。
除了对被试品进行干燥和清洁后，在现场使用屏蔽测量绝缘电阻时，还要注意以下几点：
对被试品充分放电
在对被试品进行绝缘电阻测量之前，应对其进行充分放电，尤其是对大容量的设备，如变压器、电抗器、电缆等，其放电时间应大于充电时间，防止被试品中的残余电荷流经测量回路，造成误差。
1、温度
绝缘材料的导电性质是离子性。温度上升时，材料中的原子、分子活动加剧，产生的离子数目增加，因而导电能力增加，绝缘电阻减小。
2、屏蔽的位置
正确的屏蔽位置应是L极往下2～3个瓷环处。屏蔽极G若离L极太近，可能造成测量的正误差，也可能屏蔽的裸铜线与L极相碰造成误差；屏蔽极若离E极太近，会影响到L极的电压输出，也存在屏蔽的裸铜线与E极太近而放电的现象。
3、仪器厂家和型号
不同厂家和型号的兆欧表，其参数可能不同，其测量结果也不尽相同，对分析和判断造成麻烦。因此，对同一被试品，尽量用同一台仪器进行试验，以便分析判断。
4、高空作业
随着电压等级的提高，设备构架也越来越高，许多被试品高度都在3m以上。例如变压器高压套管等，不好使用安全绳，需要栏子车配合。当现场无栏子车配合时，应当十分注意高空作业安全，以防事故。
参考文献：
[1]金月新，张彩霞.绝缘电阻的测量[J].沈阳工程学院学报，2009，（5）.
[2]吕亚林，肖向明，韩义和.绝缘电阻的正确测量[J].计量与测试技术，2000，（4）.
[3]郭鸣.浅谈绝缘电阻测试[J].电动工具，2006，（1）.
[4]高振国.绝缘电阻试验中屏蔽方法的研究[J].沈阳工程学院学报，2008，（2）.
[5]黄兆龙，王宁.使用屏蔽电极摇测绝缘电阻的正误差分析[J].华东电力，1998，（3）.
[6]刘志万.高压兆欧表现场接线方法的研讨[J].华北电力技术，1997，（5）.
[7]高振国，王丽君.绝缘电阻试验中屏蔽极对测量结果的影响研究[J].科技信息，2009，（14）.