分析如何正確測試電氣設備的絕緣電阻

絕緣電阻是電氣設備、電纜及輸電線路的重要技術指標，是保證其正常運行的重要前提。為了避免因絕緣材料由于發熱、受潮、機械損傷、污染及老化等原因而造成漏電或短路事故的發生，必須及時和定期地測量電氣設備及電力線路的絕緣電阻，以推測其絕緣性能是否滿足使用要求，防患于未然。絕緣電阻表(簡稱兆歐表)是電氣安裝和維修工作中測試絕緣電阻的常用的儀表，本文由新勝利以兆歐表為絕緣電阻測試儀表，談談如何正確測試電氣設備的絕緣電阻。

一、兆歐表的選型與檢查

1.兆歐表的選型

選擇兆歐表主要是根據被測對象工作電壓的高低、正常情況下絕緣電阻的大小、測試結果的準確度要求、被測對象的結構特點和測量場所的具體情況等方面來挑選合適型號的兆歐表，重點考慮的技術參數是兆歐表的電壓規格、測量范圍和準確度。

(1)電壓規格選擇。電壓規格的選擇原則是：兆歐表的額定電壓(即電壓規格)應與被測對象的工作電壓相適應。通常要求兆歐表的電壓規格適當地高于被測對象的工作電壓，以便在盡可能高的電壓條件下發現被測對象絕緣的缺陷，而又不能損壞被測對象的絕緣。按常規，工作電壓在50V以下的被測電器宜選100~250V的兆歐表；工作電壓在50~100V的宜選250V的兆歐表；工作電壓在100~380V的宜選500V的兆歐表；工作電壓高于500V的宜選1000~2500V的兆歐表，工作電壓不大于380V的電力發電機宜選1000V的兆歐表；電力系統中的絕緣子、電纜、瓷套管、隔離開關等高壓、超高壓器材，宜選2500~5000V的兆歐表，對于制定有絕緣測試專門規程的電氣設備及裝置，應以專門規程為準。

(2)測量范圍選擇。測量范圍的選擇原則是：兆歐表的測量范圍應與被測對象的絕緣電阻相適應。因為各種型號兆歐表的測量范圍相差懸殊，就上限值而言，有的不足1MΩ，有的卻高達10000MΩ，而被測對象的絕緣電阻值往往分布在零至數萬兆歐之間的某一狹小區段，因此必須合理選擇兆歐表的測量范圍。此外，兆歐表的刻度尺是非線性的，不能讓被測值落到讀數時難以分辨的刻度值密集區。通常，測試低壓電氣設備和線路的絕緣電阻，宜選測量范圍為0~200MΩ或0~500MΩ的兆歐表；測試高壓電氣設備和線路、電纜的絕緣電阻，宜選0~2000MΩ或0~2500MΩ的兆歐表；測試電力系統的絕緣子、特高壓設備及電纜和瓷套管、隔離開關等，宜選1000MΩ或5000MΩ的兆歐表。

在選擇兆歐表的測量范圍時，還要注意刻度尺上的下限值，因為有的兆歐表的下限值不是從0MΩ起始，如1MΩ、5MΩ等。這些下限值高的兆歐表顯然不適于測試絕緣電阻值較低的電器，如各種低壓電氣設備和電力線路等，以免其真實絕緣電阻值被兆歐表的起始值所掩蓋。

(3)準確度選擇。我國生產的兆歐表的準確度斤等級有1.0，15，25級，還有2.0，5.0，10.0，20.0等多種等級。在電氣安裝和維修工作中，常用的是1.0和1.5級的兆歐表，常用的型號有ZC1、ZC7、ZC11、ZC13、ZC14、ZC25、ZC30、ZC42、ZC44等，這些型號的兆歐表的準確度均不劣于1.5級，對于各種電氣設備、電纜、線路等器材均可滿足測試要求。

(4)其他選擇因素。對于電磁干擾較強的工作場所，宜選用指針式兆歐表；對于電容性較大的電氣設備、電力電纜、大電機、長距離輸電線路等被測對象，尤其是要求測量吸收比和化指數這兩個重要參數時，應選用具有足夠大的輸出短路電流的兆歐表，如KD2676、KD2677、DMG2671等型號。

2.兆歐表的用前檢查

(1)檢查外觀。主要檢查項目為兆歐表的外殼、搖柄、表玻璃、接線柱、測試線、表針等可以直接觀察到的部位，均不得有損傷現象，如表殼、表玻璃、搖柄、接線柱破裂、表針變形或測試線擠傷、芯線裸露、斷線等。電子式兆歐表還應檢查電池是否充足、各開關和指示燈及顯示部分的功能是否有效。

(2)檢查滿度。將兆歐表的兩個接線柱L和E開路(不接測試線)，把兆歐表置于平穩的地方，轉動搖柄由慢到快逐漸升速至120轉/分鐘左右，此時表針應指在無窮大(“∞”)的刻度上。

(3)檢查零點。把兆歐表的兩個接線柱L和E短接，轉動搖柄慢慢升速，表針應漸漸揮動并指向零點(“0”)。當表針穩定地指在零點后，就不要繼續轉動搖柄。電子式兆歐表不宜采用短接L與E的方法檢查零點。

二、測量絕緣電阻的步驟與方法

1.測量準備工作

當被測對象接有電源時，在測量之前應將其退出運行狀態，切斷電源，不準被測對象帶電進行測試，不然的話，非但測不準絕緣電阻，還將損壞兆歐表并造成人身觸電事故及其他事故。對于斷開電源后的被測對象，應當在驗電之后將被測點位之間或對地短接進行充分放電，特別是含有電容器的設備和電容量較大的設備，如大電機、長電纜、大容量變壓器等，其放電時間更需要長些，一般要二至三分鐘的時間，必要時還應將被測對象的被測點及相關部位短路一段時間后再打開，等待一段時間后再短路，如此重復數次，直至確認不存在剩余電荷時，方可進行測量。有的被測對象雖然沒有直接與電源相關，但如果它的內部或附近存在帶高壓的、大電流的導體或可輻射電磁場信號等因素時，也必須消除這類影響因素?？傊?，只有在被測對象自身不帶電又不可能受到其他電源感應而帶電的情況下，才能進行絕緣電阻的測量，以保障人員和儀表的安全及測試結果的準確。

為確保測試結果的準確性，對被測對象的測量部分必須進行清潔處理，如被測點位附近、被測物表面均應擦拭干凈，不得有污垢或水汽，以免因其漏電因素而影響測量的準確度。對于被測對象上連接測試線的測試點，也要求干凈清潔，應消除一切積塵、油污和銹跡，減小接觸電阻，保證電接觸的可靠性。

2.接線規則

兆歐表上的三個端鈕“L”(線路)、“E”(地線)和“G”(屏蔽)與被測對象之間應當正確地進行連接，不可隨意顛倒，否則將給測量帶來很大的誤差，甚至造成無法測量。通常，“L”端連接被測對象的高電位(導電工作部分)，“E”端連接被測對象的外殼或低電位，“G”端連接被測對象的保護遮蔽部分或其他不參加測量的部分。

當測量電氣設備或電力線路的對地絕緣電阻時，“L”端應連接被測對象的導電工作部分，“E”端連接其外殼或地線，以避免由于大地雜散電流帶來的影響。例如測量電動機的對地絕緣電阻時，可將“L”端連接到電動機的接線端子上，把“E”端連接到電動機的外殼上；測量電力線路的對地絕緣電阻時，“L”端連接被測線路的導體，“E”端連接地線。

當被測絕緣體的表面不十分干凈、濕度較大等不利因素顯著時，其表面漏電流有可能較大，它將使測試結果受到嚴重的歪曲。為了排除表面電流的影響，必須將被測對象的屏蔽層或不須測試的部分與“G”端連接起來，這樣漏電流就經由“G”端直接流回兆歐表內發電機的負端形成回路，這就從根本上消除了表面漏電流的影響。例如測試同軸電纜的絕緣電阻時，為消除電纜絕緣層表面漏電所引起的測試誤差，應當把“L”端連接電纜的芯線導體，“E”端連接電纜屏蔽層(金屬編織網、金屬箔或金屬管)，“G”端纏繞在電纜的內層絕緣(如實芯PE、藕芯PE)上。

對于三相四線電力電纜的測量，如U相對V相、W相、N線及外殼絕緣電阻的測量，應把“L”端連接U相的導線，將V相、W相、N線與電纜外殼用裸導線連接后，再與“E”端連接，在U相絕緣層外表面上用裸導線纏繞數圈后，連接“G”端。照此接法測量完U相，并將電纜放電之后，再按此方法步驟測量V相、W相、N線對地的絕緣電阻。

對于電力變壓器(如油浸自冷式)絕緣電阻的測量，首先將變壓器的高壓接線端子A、B、C和低壓接線端子a、b、c、N用裸銅線分別短接，再將變壓器高、低壓瓷套管擦拭干凈，然后用裸銅線在每個瓷套管的瓷裙上繞2~3圈，后將高、低壓瓷套管上的導線分別連接起來。當測量高壓繞組對低壓繞組及外殼的絕緣電阻時，應將“L”端連接變壓器高壓繞組，“E”端連接低壓繞組及外殼，“G”端連接高壓瓷套管上的導線；測量低壓繞組對高壓繞組及外殼的絕緣電阻時，應將“L”端連接變壓器低壓繞組，“E”端連接高壓繞組及外殼，“G”端子連接低壓瓷套管上的導線。

3.搖測與讀數

把兆歐表置于水平且穩固的地方，對于手搖式兆歐表，轉動搖柄由慢漸快達到并保持120轉/分鐘的速度，允許有±20%的變化范圍，但切忌忽快忽慢，否則表針會搖擺不定。對于普通電器的測量，在測量一分鐘后待指針指示穩定或顯示的數字基本上不再跳變時，即可從刻度尺或顯示屏上讀出被測對象的絕緣電阻值。對于大電容量被測對象，應使搖柄的轉速

盡可能地保持穩定，使指針盡量減小擺幅，無論何種兆歐表，正確的結果應該在測量一至三分鐘之后，而且表針或顯示的數字的確穩定不變時的讀數為準。

由于測試過程受被測對象的結構、絕緣材料的成分、泄漏電流各組分的比例關系、測試環境等諸多復雜因素的影響，所以，為確保絕緣電阻測試結果的可靠性，能重復測量兩次以上。

三、測試注意事項

1.兆歐表在搖測時放置的地點應遠離通過有大電流的導體和永磁物體，以及具有高、中、低頻信號電磁輻射的線路或裝置附近，要限度地避免各種電、磁場因素對測量工作的干擾。

2.連接兆歐表端鈕至被測對象之間的測試線必須選用絕緣良好的單根銅芯軟導線，不得使用雙股絞合線或平行線，即使是兩根單股線，也不能讓其接觸或絞纏在一起，兩條測試線的長度根據需要而適當選定，原則上宜短不宜長，兩條線分開單獨連接。測試線不能搭放在被測設備、其他金屬物體或線路上，也不能拖置于地面上，整個測試過程中人和身體的其他部位均不得接觸測試線路被測對象的有關部位，因為測試線的絕緣缺陷、兩根導線間距很近時或通過其他導電物體相互耦合時形成的等效并聯電阻作用，以及測試線對地面的耦合與泄漏作用等，都會對測量結果產生一定程度的影響。

3.當測量場所及附近發生雷電時，應當立即拆除兆歐表和測試線，停止測試工作，防止雷電通過直擊、感應和傳導等途徑危及人員和儀表的安全。

4.在搖測與讀數的過程中，若發現指針已經指在零刻度處，表明被測對象存在短路現象，應立即停止轉動搖柄，以防兆歐表內部的動圈因過熱而損壞。

5.在兆歐表沒有停止轉動或被測對象沒有放電之前，不能用手觸及被測部分或與之相關的部分，也不能觸及兆歐表接線端鈕金屬部分，以免遭到電擊。

6.在測量大電容量電氣設備及電力線路的絕緣電阻完成讀取數值之時，不要當即停止兆歐表搖柄的轉動，應當首先小心地取下測試線后，然后再停止轉動搖柄，旨在為了防止被測對象向測量電路放電而損壞兆歐表。當拆去兆歐表之后，因被測對象被兆歐表的高壓充電而儲存著一定的電量，并顯示出很高的電壓，可能會造成人身觸電事故或損壞其他設備，故必須采取適當的方法，對被測對象進行充分的放電。

7.用兆歐表測量高壓設備的絕緣電阻時，必須有兩個人分工承擔，其中一人帶絕緣手套、持絕緣桿負責在被測對象上搭接與分離“L”端測試線，另一人掌握兆歐表并記取測量結果。兆歐表的操作與“L”端測試線的操作應遵循“先搖后接，先拆后停”的原則。

8．對于測量出的結果，應當把影響絕緣電阻測量的主要因素考慮進去進行綜合的全面的分析，如測量環境中溫度和濕度差異較大所產生的影響；重復測試時殘余電荷的影響；絕緣材料可吸收電流對測試時間的影響；被測對象關鍵部位清潔程度的影響；兆歐表的性能以及接線方式與操作方法的影響等。

以上的分析和電氣技術與計量工程中大量的生產實踐都證明，只有合理地選用兆歐表，在使用前對其做好檢查工作，并采取正確的測試方法，才能測得真實、可靠的絕緣電阻值，進而對被測對象的絕緣狀況做出準確的判斷，以確定其絕緣性能的變化、能否正常運行，以及能否承受耐壓試驗等，并確保測量人員和儀表的安全。