如何使用兆欧表测量设备绝缘电阻？

兆欧表又称摇表，它是专用于检查和测量电气设备或供电线路的绝缘电阻的一种可携式仪表。

电气设备的绝缘性能是否良好，关系到设备的正常运行和操作人员的人身安全。为防止绝缘材料因发热、受潮、污染、老化等原因造成绝缘的损坏；也为了检查修复后的设备绝缘性能是否达到规定的要求，都要测量设备的绝缘电阻。为什么绝缘电阻不能用万用表的欧姆表检查呢？因为绝缘电阻数值都比较大，例如几十兆欧或几百兆欧，在这个范围内万用表刻度不准确。更主要的是因为万用表测电阻时所用的电源电压比较低，在低电压下呈现的绝缘电阻值不能反映在高电压作用下的绝缘电阻的真正数值。因此绝缘电阻必须用备有高压电源的兆欧表进行测量，兆欧表的刻度以MΩ为单位，可以较准确测出绝缘电阻的数值。

1.兆欧表的结构

常用兆欧表包括比率表型的磁电系测量机构和手摇直流发电机两个部分，图7-3是它的结构示意图。

比率表型的磁电系测量机构，其可动部分有两个可动线圈，一个产生转动力矩，另一个产生反作用力矩。两个线圈装在同一转轴上，转轴上虽然也装有盘形导电丝，但不产生反作用力矩，只作为引导电流之用。其固定部分也包括永久磁铁、极掌、铁芯等部件，但由于极掌与铁芯形状比较特殊，使铁芯与磁极间的气隙，能形成不均匀磁场。图7-3的（a）为铁芯带缺口的结构，图7-3的（b）为椭圆铁芯的结构，当两个线圈在这种磁场中转动时，一个线圈的力矩随α而增大，另一个线圈的力矩增大斜率比第一个小（参看图7-5），设线圈1的作用力矩为M1，线圈2的反作用力矩为M2，则指针将停在α处。

兆欧表的手摇直流发电机，其电压有500、1000、2000、2500V等几种，一般发电机都设有离心调速装置，以保持转子能恒速转动。

图7-3　比率表型磁电系测量机构的示意图

图7-4　兆欧表电路图

2.兆欧表的工作原理

兆欧表的测量机构与发电机的连接见图7-4，被测电阻接在“线”（L）和“地”（E）两个端子上。图中形成两个回路，一个是电流回路，另一个是电压回路。

电流回路从电源正端经被测绝缘电阻Rx、限流电阻R1、动圈1回到电源负端。在电阻Ra和发电机电压U不变的情况下，流经电流回路的电流I1随Rx增加而减少，而动圈1的转矩M1与电流I1及指针所在位置角α有关，f1（α）决定于磁场分布的不均匀状态，即

电压回路从电源正端经限流电阻R2、线圈2回到电源负端。若电阻R2和发电机电压U不变，则流经电压回路的电流I2也不变。反作用线圈2所受的反作用力矩与I2和偏转角α有关。即

设两个线圈的绕向相反，则转矩M1与反作用力矩M2方向相反，当M1＝M2时

上式表明，当可动部分处于平衡状态时，其偏转角α是两线圈电流I1、I2比值的函数。所以这种型式的仪表叫做比率表型。由于式中的I2大小不变；而I1随被测的绝缘电阻大小而变，所以可动部分的偏转角α能直接反映绝缘电阻的大小。

例如当Rx＝0时，相当于“E”“L”两端子短接，电流回路的I1最大，图7-5的转矩特性上移到最大位置，即图上所注的M1处。M1与M2交点所对应的可动部分偏转角为α，指针位于标尺最右端。当Rx＝∞时，相当于“E”“L”两端子开路，电流回路的I1为零，可动部分在I2的作用下，指针将转到最左端，可见兆欧表的标尺为反向刻度，如图7-6所示。(www.xing528.com)

图7-5　兆欧表测量机构的力矩与偏转角关系

图7-6　兆欧表的标尺

如果在测量中手摇发电机的电压U大小有波动，电流回路的电流I1和电压回路的电流I2将同时发生变化，只要I1、I2的比值保持不变，可动部分的偏转角也会保持不变，这可以保证在操作时兆欧表读数不因手摇速度的快慢而不同。这是比率表的一个特点。

3.兆欧表的使用

选用兆欧表时其额定电压一定要与被测的电气设备或线路的工作电压相对应，见表7-2。

表7-2

如果测量高压设备的绝缘电阻用500V以下的兆欧表，则测量结果不能正确反映在工作电压作用下的绝缘电阻。同样也不能用电压太高的兆欧表测量低压电气设备的绝缘电阻，以防损坏绝缘。

此外兆欧表的测量范围也要与被测量绝缘电阻的范围相吻合。

兆欧表接线柱有三个：“线”（L）、“地”（E）和“屏”（G），在进行一般测量时，只要把被测量绝缘电阻接在L与E之间即可。但对测量表面不干净或潮湿的对象，为了准确测量绝缘材料的绝缘电阻（即体积电阻），就必须使用G接柱，其接法见图7-7。

图7-7　测量电缆绝缘电阻的接线

绝缘材料的表面漏电流Ijs，沿绝缘电阻表面，经G接柱而不经动圈流回电源负极。反映体积电阻的IjV则经绝缘电阻内部、L接柱，线圈1回到电源负极。可见兆欧表加接G柱之后测量结果只反映体积电阻的大小。

使用兆欧表还应注意：

（1）绝缘电阻测量必须在设备和线路停电状态下进行。对于含有大电容的设备，如高压供电线路，停电后还不能马上测量，须待完全放电后再进行测量。用兆欧表测过的设备，如含有大电容，也要及时放电，以防发生触电。

（2）虽然兆欧表的测量结果与手摇发电机的电压无关，但因导流丝存有残余力矩；以及仪表本身的灵敏度所限，故兆欧表的发电机必须供给足够的电压，以保证正常工作。为此，测量时应使手摇发电机的转速保持在规定的范围，否则将带来很大的误差。通常规定兆欧表的额定转速为120r/min。