如何正確測試電氣設(shè)備絕緣電阻

關(guān)于如何正確測試電氣設(shè)備絕緣電阻第1頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三摘要絕緣電阻是電氣設(shè)備、電纜及輸電線路的重要技術(shù)指標(biāo)，是保證其正常運(yùn)行的重要前提。為了避免因絕緣材料由于發(fā)熱、受潮、機(jī)械損傷、污染及老化等原因而造成漏電或短路事故的發(fā)生，必須及時(shí)和定期地測量電氣設(shè)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最常用的儀表，本文以兆歐表為絕緣電阻測試儀表，談?wù)勅绾握_測試電氣設(shè)備的絕緣電阻。第2頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

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(jù)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(jié)果的準(zhǔn)確度要求、被測對象的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)考慮的技術(shù)參數(shù)是兆歐表的電壓規(guī)格、測量范圍和準(zhǔn)確度。第3頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三(1)電壓規(guī)格選擇電壓規(guī)格的選擇原則是：兆歐表的額定電壓(即電壓規(guī)格)應(yīng)與被測對象的工作電壓相適應(yīng)。通常要求兆歐表的電壓規(guī)格適當(dāng)?shù)馗哂诒粶y對象的工作電壓，以便在盡可能高的電壓條件下發(fā)現(xiàn)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(guī)，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(fā)電機(jī)宜選1000V的兆歐表；電力系統(tǒng)中的絕緣子、電纜、瓷套管、隔離開關(guān)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(guī)程的電氣設(shè)備及裝置，應(yīng)以專門規(guī)程為準(zhǔn)。第4頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三(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(yīng)與被測對象的絕緣電阻相適應(yīng)。因?yàn)楦鞣N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(dá)10000MΩ，而被測對象的絕緣電阻值往往分布在零至數(shù)萬兆歐之間的某一狹小區(qū)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(shù)時(shí)難以分辨的刻度值密集區(qū)。通常，測試低壓電氣設(shè)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(shè)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(tǒng)的絕緣子、特高壓設(shè)備及電纜和瓷套管、隔離開關(guān)等，宜選1000MΩ或5000MΩ的兆歐表。第5頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

測量范圍選擇注意事項(xiàng)在選擇兆歐表的測量范圍時(shí)，還要注意刻度尺上的下限值，因?yàn)橛械恼讱W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(shè)備和電力線路等，以免其真實(shí)絕緣電阻值被兆歐表的起始值所掩蓋。第6頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三(3)準(zhǔn)確度選擇我國生產(chǎn)的兆歐表的準(zhǔn)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，最常用的是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(zhǔn)確度均不劣于1.5級，對于各種電氣設(shè)備、電纜、線路等器材均可滿足測試要求。第7頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三(4)其他選擇因素對于電磁干擾較強(qiáng)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(shè)備、電力電纜、大電機(jī)、長距離輸電線路等被測對象，尤其是要求測量吸收比和極化指數(shù)這兩個(gè)重要參數(shù)時(shí)，應(yīng)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。第8頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三2.兆歐表的用前檢查1

(1)檢查外觀。主要檢查項(xiàng)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(xiàn)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(yīng)檢查電池是否充足、各開關(guān)和指示燈及顯示部分的功能是否有效。第9頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三2.兆歐表的用前檢查2(2)檢查滿度。將兆歐表的兩個(gè)接線柱L和E開路(不接測試線)，把兆歐表置于平穩(wěn)的地方，轉(zhuǎn)動搖柄由慢到快逐漸升速至120轉(zhuǎn)/分鐘左右，此時(shí)表針應(yīng)指在無窮大(“∞”)的刻度上。(3)檢查零點(diǎn)。把兆歐表的兩個(gè)接線柱L和E短接，轉(zhuǎn)動搖柄慢慢升速，表針應(yīng)漸漸揮動并指向零點(diǎn)(“0”)。當(dāng)表針穩(wěn)定地指在零點(diǎn)后，就不要繼續(xù)轉(zhuǎn)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(diǎn)。第10頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三二、測量絕緣電阻的步驟、方法1.測量準(zhǔn)備工作

1）當(dāng)被測對象接有電源時(shí)，在測量之前應(yīng)將其退出運(yùn)行狀態(tài)，切斷電源，絕對不準(zhǔn)被測對象帶電進(jìn)行測試，不然的話，非但測不準(zhǔn)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。2）對于斷開電源后的被測對象，應(yīng)當(dāng)在驗(yàn)電之后將被測點(diǎn)位之間或?qū)Φ囟探舆M(jìn)行充分放電，特別是含有電容器的設(shè)備和電容量較大的設(shè)備，如大電機(jī)、長電纜、大容量變壓器等，其放電時(shí)間更需要長些，一般要二至三分鐘的時(shí)間，必要時(shí)還應(yīng)將被測對象的被測點(diǎn)及相關(guān)部位短路一段時(shí)間后再打開，等待一段時(shí)間后再短路，如此重復(fù)數(shù)次，直至確認(rèn)不存在剩余電荷時(shí)，方可進(jìn)行測量。第11頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三3）有的被測對象雖然沒有直接與電源相關(guān)，但如果它的內(nèi)部或附近存在帶高壓的、大電流的導(dǎo)體或可輻射電磁場信號等因素時(shí)，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(yīng)而帶電的情況下，才能進(jìn)行絕緣電阻的測量，以保障人員和儀表的安全及測試結(jié)果的準(zhǔn)確。4）為確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，對被測對象的測量部分必須進(jìn)行清潔處理，如被測點(diǎn)位附近、被測物表面均應(yīng)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(zhǔn)確度。對于被測對象上連接測試線的測試點(diǎn)，也要求干凈清潔，應(yīng)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。第12頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三2.接線規(guī)則1）兆歐表上的三個(gè)端鈕“L”(線路)、“E”(地線)和“G”(屏蔽)與被測對象之間應(yīng)當(dāng)正確地進(jìn)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(dǎo)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(hù)遮蔽部分或其他不參加測量的部分。2）當(dāng)測量電氣設(shè)備或電力線路的對地絕緣電阻時(shí)，“L”端應(yīng)連接被測對象的導(dǎo)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(jī)的對地絕緣電阻時(shí)，可將“L”端連接到電動機(jī)的接線端子上，把“E”端連接到電動機(jī)的外殼上；測量電力線路的對地絕緣電阻時(shí)，“L”端連接被測線路的導(dǎo)體，“E”端連接地線。第13頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三3）當(dāng)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(shí)，其表面漏電流有可能較大，它將使測試結(jié)果受到嚴(yán)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(jīng)由“G”端直接流回兆歐表內(nèi)發(fā)電機(jī)的負(fù)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(shí)，為消除電纜絕緣層表面漏電所引起的測試誤差，應(yīng)當(dāng)把“L”端連接電纜的芯線導(dǎo)體，“E”端連接電纜屏蔽層(金屬編織網(wǎng)、金屬箔或金屬管)，“G”端纏繞在電纜的內(nèi)層絕緣(如實(shí)芯PE、藕芯PE)上。第14頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三4）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(yīng)把“L”端連接U相的導(dǎo)線，將V相、W相、N線與電纜外殼用裸導(dǎo)線連接后，再與“E”端連接，在U相絕緣層外表面上用裸導(dǎo)線纏繞數(shù)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。第15頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三5）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(gè)瓷套管的瓷裙上繞2~3圈，最后將高、低壓瓷套管上的導(dǎo)線分別連接起來。當(dāng)測量高壓繞組對低壓繞組及外殼的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)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(dǎo)線；測量低壓繞組對高壓繞組及外殼的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)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(dǎo)線。第16頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三3.搖測與讀數(shù)把兆歐表置于水平且穩(wěn)固的地方，對于手搖式兆歐表，轉(zhuǎn)動搖柄由慢漸快達(dá)到并保持120轉(zhuǎn)/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(wěn)定或顯示的數(shù)字基本上不再跳變時(shí)，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(yīng)使搖柄的轉(zhuǎn)速盡可能地保持穩(wěn)定，使指針盡量減小擺幅，無論何種兆歐表，正確的結(jié)果應(yīng)該在測量一至三分鐘之后，而且表針或顯示的數(shù)字的確穩(wěn)定不變時(shí)的讀數(shù)為準(zhǔn)。由于測試過程受被測對象的結(jié)構(gòu)、絕緣材料的成分、泄漏電流各組分的比例關(guān)系、測試環(huán)境等諸多復(fù)雜因素的影響，所以，為確保絕緣電阻測試結(jié)果的可靠性，最好能重復(fù)測量兩次以上。第17頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

三、測試注意事項(xiàng)1.兆歐表在搖測時(shí)放置的地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離通過有大電流的導(dǎo)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，要最大限度地避免各種電、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(dǎo)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(jù)需要而適當(dāng)選定，原則上宜短不宜長，兩條線分開單獨(dú)連接。測試線不能搭放在被測設(shè)備、其他金屬物體或線路上，也不能拖置于地面上，整個(gè)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(guān)部位，因?yàn)闇y試線的絕緣缺陷、兩根導(dǎo)線間距很近時(shí)或通過其他導(dǎo)電物體相互耦合時(shí)形成的等效并聯(lián)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(jié)果產(chǎn)生一定程度的影響。第18頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三3.當(dāng)測量場所及附近發(fā)生雷電時(shí)，應(yīng)當(dāng)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(yīng)和傳導(dǎo)等途徑危及人員和儀表的安全。4.在搖測與讀數(shù)的過程中，若發(fā)現(xiàn)指針已經(jīng)指在零刻度處，表明被測對象存在短路現(xiàn)象，應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動搖柄，以防兆歐表內(nèi)部的動圈因過熱而損壞。5.在兆歐表沒有停止轉(zhuǎn)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(guān)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。第19頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三6.在測量大電容量電氣設(shè)備及電力線路的絕緣電阻完成讀取數(shù)值之時(shí)，不要當(dāng)即停止兆歐表搖柄的轉(zhuǎn)動，應(yīng)當(dāng)首先小心地取下測試線后，然后再停止轉(zhuǎn)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(dāng)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(shè)備，故必須采取適當(dāng)?shù)姆椒?，對被測對象進(jìn)行充分的放電。第20頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三7.用兆歐表測量高壓設(shè)備的絕緣電阻時(shí)，必須有兩個(gè)人分工承擔(dān)，其中一人帶絕緣手套、持絕緣桿負(fù)責(zé)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(jié)果。兆歐表的操作與“L”端測試線的操作應(yīng)遵循“先搖后接，先拆后?！钡脑瓌t。第21頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三8．對于測量出的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)把影響絕緣電阻測量的主要因素考慮進(jìn)去進(jìn)行綜合的全面的分析，如測量環(huán)境中溫度和濕度差異較大所產(chǎn)生的影響；重復(fù)測試時(shí)殘余電荷的影響；絕緣材料可吸收電流對測試時(shí)間的影響；