絕緣阻抗測試(IR)簡述
何謂絕緣阻抗(IR)測試 ?
絕緣阻抗是反應絕緣材料性能的一項重要電氣參數， 絕緣阻抗測試的基本理論與耐壓測試非常類似，耐壓測試的判定是以漏電流量為基準，而絕緣阻抗測試則以電阻值的形態作為判定依據，通常其測試值必須為MΩ以上，一般測試要求絕緣電阻值越高表示產品的絕緣越好， 絕緣電阻測試有時被指定為追加測試，用以確保耐壓測試中絕緣體不被損壞。
絕緣阻抗的測試與耐壓測試其接線方式大致相同，主要是量測兩個端點之間及其週邊連接在一起的各項關聯網路所形成的等效電阻值， 絕緣電阻是指用絕緣材料隔開兩部分導體之間的電阻稱絕緣電阻，為確保電氣設備運行的安全，對其不同極性（不同相）的導電體之間，或導電體與外殼之間的絕緣電阻提出一個最低要求。
絕緣電阻 (IR) 安規標準要求
一般安規要求絕緣電阻的測試為型式測試 (Type Test) ，其在測試上為施加約500V直流電壓1min後進行絕緣電阻值量測；例如：資訊類產品 (IEC 60950-1)、影音和類似用途電器 (IEC 60065)、燈具照明 (IEC 60598-1)…等安規標準規範。一般要求絕緣電阻在基本絕緣 (Basic) 或附加絕緣(Supplementary) 至少要 2MΩ以上 ；雙重絕緣 (Double) 或加強絕緣 (Reinforced) 至少要求到 4MΩ以上
( 如表一所示 )
| Test Function | Insulation Resistance |
| Standards/ Description | |
| IEC60950-1: 2001 GB4943: 2001 |
6.2.2.3 Compliance criteria The test voltage is 500V d.c. The insulation resistance shall not be less than 2MΩ |
| IEC 60065: 2001 | For insulation resistance with 500V d.c. Table 5 : 1. Between parts of different polarity DIRECTLY CONNECTED TO THE MAINS, Insulation resistance 2MΩ 2. Between parts separated by BASIC INSULATION or by SUPPLEMENTARY INSULATION,Insulation resistance 2MΩ 3. Between parts separated by REINFORCED INSULATION. Insulation resistance 4MΩ |
| IEC 60598-1:1999 | 10.2.1 Test - Insulation resistance The insulation resistance shall be measured with a d.c. voltage of approximately 500V, 1min after the application of the voltage. For the insulation of SELV parts of luminaires, the d.c. voltage to be used for measurement is 100V Table 10.1 Minimum Insulation resistance Basic insulaton for voltages of SELV(a) 1MΩ Basic insulaton for voltages other than SELV(b) / Supplementary insulaton(c) 2MΩ Double or reinforced insulation (d) 4MΩ |
| IEC60950-1: Information Technology Equipment - Safety - Part 1: General Requirements IEC60065: Standard for Audio, Video and Similar Electronic IEC60598-1: Luminaires |
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| (表一 製表 吳怡隆) | |
絕緣阻抗測試儀器的應用
絕緣阻抗測試儀是用來測量絕緣電阻大小的儀器， 基本上絕緣電阻測試功能必須提供一個500V到1000V 的直流 (DC) 電壓，同時電阻的量測範圍也必須可以由幾百 KΩ 量測到幾 GΩ ；例如華儀電子的絕緣阻抗測試器 MODEL 8210 可輸出電壓 30V–1000V，最高可量測至 200GΩ (MODEL 8205 :50GΩ) ，搭配絕緣電阻下限的設定不僅可以確保產品符合安規要求，且高達 200GΩ 的量測範圍可以從確實量測出產品的實際電阻值，對要求高品質產品的廠家，可以從產品的平均量測範圍由一個限值的設定，對所生產研發設計出的產品作出更加嚴格的把關。
實施絕緣電阻測試的目的
影響絕緣電阻測量值的因素有：溫度、濕度、測量電壓及作用時間、繞組中殘存電荷和絕緣的表面狀況等，通過測量電氣設備的絕緣電阻，可以達到如下目的：
- 瞭解絕緣結構的絕緣性能；從由優質絕緣材料組成合理的絕緣結構或絕緣系統，應該具有良好的絕緣性能和較高的絕緣電阻值。
- 瞭解電器產品絕緣性能狀況；電器產品絕緣處理不佳，其絕緣性能將明顯下降。
- 瞭解絕緣受潮及受污染情況；當電氣設備的絕緣受潮及受污染後，其絕緣電阻通常會明顯下降。
- 檢驗絕緣是否承受耐電壓試驗；若在電氣設備的絕緣電阻低於某一限值時進行耐電壓測試，將會產生較大的試驗電流，造成熱擊穿而損壞電氣設備的絕緣。因此，通常各式各樣試驗標準均規 定在耐電壓試驗前，先測量絕緣電阻。
新一代的一些安規分析儀主要強調的是整合性測試，所謂整合性測試主要是在一次的設定完成後按下測試鍵 (Test Key) 即可完成基本的安規測試；且測試大都將絕緣電阻測試功能含蓋在內；如華儀電子的7100 系列精密型耐壓 / 絕緣測試器，且華儀電子的安規測試設備內所含蓋的絕緣電阻測試功能，是一項獨立的測試功能，不會與耐壓測試的功能互相重疊，使用上更為便利。
這些整合耐壓 , 絕緣測試功能在單機上可以讓產品的製造廠符合安全要求的規定， TUV 和 VDE 等安規執行單位在某些特定的產品會要求先做絕緣電阻的測試，然後才能執行耐壓測試，這項規定目前大都被引用在產品設計所執行的安規試驗上。
絕緣電阻測試儀器的機理
進行絕緣電阻測試時，電流有如下三個分量：
1.介質吸收電流 － 兩個連接點之間的絕緣體可視為構成電容的電介質。會發生一種稱為電介質吸收的現象，其中電介質“吸取”電流並在電位消除時釋放。這種吸收會受電介質類型的影響並被稱作電介質吸收電流或 (見圖 A ）。電介質吸收在電容器與電機中尤為突出。為說明這一現象，取一大容量電容器並充電至額定電壓，然後讓其保持該電壓一段時間。接下來通過短路端子短接使電容器迅速而完全地放電，直至跨接於該電容器上的電壓表讀數達到零後撤走電壓表，並讓電容器在導線斷路的情況下靜置一段時間。如果再次將電壓表跨接於電容器上，此電壓表所量到的電壓則均為電介質吸收的結果，此現象在大容量電容器上其效果更為顯著。
2.充電電流 － 向某一特定電容充電所需的電流稱為充電電流或 （見圖 B ）。和電介質吸收電流一樣，充電電流會呈指數規律衰減至零，但速率較快。大多數情況下，一旦讀數穩定，充電電流對漏電電流就已衰減至可以被忽略。
3.漏電流 － 流經絕緣體的電流為漏電流或 （見圖 C ）。絕緣體兩端的電壓除以漏電流等於絕緣電阻。為準確測量絕緣電阻，應等到電介質吸收電流和充電電流衰減至漏電流可以忽略的水平。
總漏電流 － 某些具有微處理器控制的儀器允許用戶在使用中，由於每次測試都有確切的延遲時間(Delay Time)，得出的結果也將始終如一.總電流為上述三個分量的總和，以表示（見圖D）。總電流（）從初始最大值開始呈指數衰減，並接近于一個恆定值。這一恆定值代表了漏電流。絕緣電阻讀數取決於絕緣體兩段的電壓及總電流。它從一個初始最小值開始呈指數遞增並接近于一個恆定值------實際絕緣電阻。請注意，讀數會低於（且永遠不會高出）實際電阻，這是由於殘餘電介質吸收電流和充電電流的效應所致。
絕緣電阻測試對電機設備的重要性
電機的製造者、安裝者、使用者與修理人員都發現，在確定電機絕緣質量中絕緣電阻測試是非常有用的。對一位知道怎樣解釋讀數的有經驗人士而言，一次絕緣電阻測量就可表明某電機是否適於使用。
在新電機上進行測量或啓用後至少每年進行測量一次，可獲得具有真實值的資訊。為測試一台無過往記錄的電機，有時採用一種稱為極化指數的計算方法。該指數是用10分鐘內的絕緣電阻讀數除以1分鐘的絕緣電阻讀數得出的。一般對於大型電機而言的極化指數至少為2。
絕緣電阻測試對產品元件的重要性
絕緣電阻測試的另一個應用實例是在元件安裝於產品之前對其進行測試。導線與電纜、連接器、開關、變壓器、電阻器、電容器、印刷電路板及其它元件都有相應的最小規定絕緣電阻，往往需要驗證這些元件是否符合規格。
任何元件都有使用電壓的限制，或對某一特定電壓規定其絕緣電阻的大小。 這些限制條件主要是避免損壞元件或作出錯誤的測試，所以測試電壓應謹慎選擇且不得超過某元件上測量點兩端所允許測試的最大電壓值。
結論
國際安規機構針對產品的某些安規測試標準上要求必須量測絕緣電阻，一般要求的測試電壓為直流500V，某些標準要求要到直流1000V。但實施操作的測試人員會發現，絕緣電阻測試的測試結果差異性很大，事實上，這也是絕緣電阻測試的一個特點。由安規測試儀器在測試的基本機理來看，在500V或1000V的測試條件下，量測出一個電流，然後將這個電流放大，通過內部運算，根據歐姆定律得出電阻值，因此測試儀器放大的誤差，決定了測試值的誤差，因為在500V或者1000V直流下，電流值非常小（μA級別），因此放大後會有較大的誤差。
這類在其他廠牌的安規測試儀器可能發生的量測誤差值問題，華儀電子絕緣阻抗系列儀器在減少絕緣阻抗誤差值的技術發展，已經可以有效降低因絕緣阻抗測試特性所帶來的量測誤差，提高實施絕緣阻抗測試的精確度與效率。
