兆欧表的认识

一、实验目的

(1)理解电阻值单位兆欧。

(2)掌握绝缘电阻测量的方法和原理。

(3)判别电动机的绝缘是否存在严重缺陷。

二、实验工具

实验工具有兆欧表、电机、三相空气开关。

三、实验原理与说明

所谓绝缘就是使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来，以对触电起保护作用的一种安全措施。

电机的绝缘包括: 绕组与绕组之间的绝缘、绕组与地之间的绝缘、绕组对机壳的绝缘。

我们所能测量的只有绕组对机壳的绝缘。电机绕组是星形接法，由于条件有限，电机无法拆开，只能测得绕组对机壳的绝缘电阻。

三相空气开关的绝缘指的是进线与出线的相与相之间的绝缘电阻。我们总共要测6组数据。

一般情况下，新装或大修后的低压不应低于100MΩ; 运行中的低压线路与设备，其绝缘电阻不应低于3MΩ; 在潮湿场合下的设备与线路，其绝缘电阻不应低于2．5MΩ; 控制线中的绝缘电阻一般不应低于1MΩ，而高压线路与设备的绝缘电阻一般不应低于1000MΩ。

1MΩ=1000kΩ=1000000Ω

电气绝缘不仅仅是包着电线的塑料聚合物材料，它是由电缆绝缘层、套管绝缘子、线管内空间、马达和通用设备组成的完整系统。机械压力、污染和温度变化都能造成这些组件随时间而恶化，使电流发生漏泄。

电流漏泄会产生以下的几个问题:

(1)当电流穿过绝缘层时产生热量，会使绝缘层恶化，直到最终绝缘失效，并会形成火灾隐患。

(2)漏泄电流必须返回至源极，它将流经任何可用的导体、线管、管道、水或大地返回到源极。这种不利的电流会产生危险的电压。

(3)漏泄电流是没有效率的。经绝缘层漏泄的电流并不能驱动马达、发光或加热，但是仍然会产生消耗。

(4)漏泄电流会引起过流保护装置跳闸，使马达和变压器过热。结果就是差的电气绝缘造成设备发生故障、生产线停工。

有效的绝缘电阻系统具有高的电阻值，通常大于几个兆欧(MΩ)。差的绝缘系统具有较低的绝缘电阻。绝缘电阻测试仪会在绝缘系统上加直流电压，并测量由此产生的电流。这样就能够计算并显示绝缘的电阻值(绝缘将电流束缚在电线中的程度，或者说防止电流漏泄的程度)。绝缘电阻表主要由一只磁电系比率表和一台手摇发电机组成。被测绝缘电阻接在“线(L)”与“地(E)”端子之间。测量原理接线图见图5－16。

图5－16 测量原理接线图

兆欧表共有三个接线端钮，其中L表示“线”，E表示“地”，G表示“屏蔽端”。屏蔽端的作用是消除机壳等漏电对电流线圈的影响，从而影响测量结果。同时，测量电缆的绝缘电阻或天气潮湿时测其他电气设备时，使用保护环G以避免被测设备表面漏电影响测量结果。

测量线路对地的绝缘电阻时，兆欧表接线端钮L接线路的导线，接线端钮E接地; 测量电动机绕组对地(外壳)的绝缘电阻时，兆欧表接线端钮L与绕线接线端子连接，端钮E接电动机外壳; 测量电动机或电器的相间绝缘电阻时，L端钮和E端钮分别与两部分接线端子相接; 测量电缆的对地(表皮)绝缘电阻，L接电缆芯线，E接电缆表皮，G接绝缘层，其他电气设备的接线，可参照这些设备的接线类推。

四、实验内容与步骤

1．兆欧表的正确选择

按电压等级分有500V、1000V、2500V三种规格。一般测量低压电器设备的绝缘电阻时，应使用500V电压等级的兆欧表，否则可能造成设备绝缘被击穿，测量额定电压为500V以上的电器设备的绝缘电阻时，应选用1000V或2500V电压等级的兆欧表，否则会因为电压偏低而影响测量的准确性。

2．测量

按照表5－3中内容进行测量。具体测量方法如下:

(1)测量带电设备的绝缘电阻之前，必须断开被测设备电源，并进行短路接地放电，以保证人身和设备的安全及获得正确的测量结果。

(2)使用时将仪表置为水平，将被测物接于E及L两端钮间，以每分钟大于120转的速度摇转发电机摇把，此时仪表指针指示值即为被测物的绝缘电阻值［见图5－17(a)］。

(3)测量被测物对地的绝缘电阻时，将E端钮接于良好的地线，L端钮接被测物; 测量两线间绝缘时，将L与E端钮各接一线［见图5－17(b)］。

(4)为了防止被测物表面泄漏电流的影响，仪表设有保护端钮G，使用时被测物的中间层接于G端［见图5－17(c)］。

(5)兆欧表与被测物之间的连接导线必须使用绝缘良好的单根导线，不能使用双根绞线，且与L端连接的导线一定要有良好绝缘，因为这一根导线绝缘电阻与被测物的绝缘电阻并联，此对测量结果影响很大。

图5－17 兆欧表接线图

3．数据记录

将测量的结果记入表5－3。

4．数据分析

绝缘对设备的安全和对人身的安全都非常重要。如果测量的空气开关的进出线的每相间的绝缘电阻都不一样，差异还很大，说明绝缘有一定的损坏，不能投入使用。

表5－3 数据记录表

五、实验注意事项

(1)兆欧表放置应平稳，避免表身晃动。

(2)在测绝缘电阻前，接上兆欧表的两根棒(不要互相绞并在一起)，先把两表棒接触，手柄轻摇几转，试看表针是否指到“0”位。接着分开两表棒，再摇几转，试看表针是否指到“∞”位。校试好兆欧表的“0”位和“∞”位后，即可进行测量。

(3)手柄转速以120r/min左右为宜，切忌忽快忽慢。

(4)绝缘电阻随测量时间的长短而不同，一般以手柄稳定转速下持续1min之后的读数为准。

(5)测量时，如果发现被测设备的绝缘电阻等于零，应立即停止摇转手炳，以免损坏兆欧表。

(6)在兆欧表没有停止摇转和设备没有对地放电之前，切勿触及测量部分和兆欧表的接线端钮，以免触电。

(7)测量完毕，应将被测设备对地放电。

六、实验小结

在做绝缘电阻的测试之前，我们首先要了解什么是绝缘电阻，为什么有绝缘电阻。很多设备在高电压下，对绝缘的要求是很高的，只要绝缘稍有损坏，就可能对设备和人身造成严重的伤害。所以，我们对电机等高压设备要定期做绝缘电阻的检测，看绝缘是否有所损坏。

其次，我们要了解绝缘电阻该怎么去测，原理是什么，如何接线，如何选表的问题。对空气开关的测量很简单，然而，要测量电机的绝缘电阻就需要找好接线端，比如测量相与相之间的绝缘电阻时，由于里面是星形接法，就需要把电机给拆开，把公共后端解开，然后再测相与相之间的绝缘。测电机绕组对机壳的绝缘电阻就不需要拆开了，可直接测量。至于选表的问题，就要考虑我们说的要测量的设备的工作电压，根据工作电压放一定的裕量，比如:我们所测的电机工作时的线电压是380V左右，所以应该选500V挡的。还有就是要清楚如何接线，同时要清楚的知道实验时的注意事项，防止损坏仪表或造成人身伤害。

最后，就是实地测量问题了，测量很简单，十多分钟就能测完了。但要注意在测量时，手不要去接触接线处，也不要触碰机壳等测量的部分，否则会触电，进行摇表时要注意速度在120r/min，还要均匀，最好不要忽快忽慢。