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绝缘老化是造成电机、高压变压器和发电机发生电气设备故障的主要原因之一。绝缘故障会导致危险电压、火灾、高故障电流和爆炸，损坏设备和财产，造成人身伤害和死亡事故。绝缘故障的主要原因包括电介质的污染、温度循环、过载、因过电压造成的过大电压应力，以及老化。

让我们来看看绝缘故障的两种不同示例。图1所示为有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组，及绕组连接侧烧坏的线圈。图2所示为因缺乏及时预防性维护造成绝缘纸受损，从而造成灾难性故障的变压器。

图1：有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组（图片来源：windingphotos）

图2：变压器的灾难性故障（图片来源：oilregeneration.com）

绝缘测试可以在任何故障发生之前找出绝缘老化。

用于测试旋转机械绝缘电阻（ieee 43-2000）的电气和电子工程师协会（ieee）推荐规程中描述了测量绝缘电阻的程序，包括旋转机械绕组的典型绝缘电阻特性，以及这些特性如何指示绕组状态。该标准中介绍了用于交流（ac）和直流（dc）旋转机械绕组绝缘电阻的最低可接受值。根据ieee 43-2000的规定，表明可接受状态的典型绝缘电阻为100mω及以上。以该测定为基础，ieee标准设定的范围如表1中所示。

应用和使用案例

绝缘测量对诸如变压器、太阳能逆变器和工业电机驱动（变速ac / dc驱动器和伺服驱动器）等的终端设备来说很重要；参见图3和图4。

图3：测量高压变压器的绝缘电阻

图4：测量电机的绝缘电阻

使用一个电阻分压器是测量绝缘电阻的一种简易方法。图5所示为使用这一方法的tina-ti™模拟电路，在该电路中，两个串联电阻（r12和r2）与绝缘电阻（riso）并联。流经并联组合的总电流受到r1、r4和直流输入值（按照ieee 43-2000，通常为500v）的限制。如图6所示，测量 r2两端的电压（这是电流的结果）（vm1）。

图5：使用电阻分压器法的tina-ti软件模拟

图6所示为tina-ti模拟的测量曲线图。由于电阻的比率，r2两端的电压并不随绝缘电阻（riso）呈线性变化。电压vm1的测定值几近饱和，同时绝缘电阻值大于15mω。

riso（单位：ohms）

图6：显示电阻分压器法中饱和现象的图例

图7所示为电阻分压器法的精度曲线图。在0ω-22.49mω这一范围内，百分比精度小于1%。

表2列出了这种方法的实验结果。正如您所看到的，测得的输出值与先前值相差几乎3mv到4mv。该值的差异说明使用电阻分压器法时，需要一个高分辨率的模数转换器（adc），这样提高了系统的成本。

表2：电阻分压器法的实验结果

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