如何测量绝缘电阻？

（一）测量绝缘电阻能发现的缺陷

测量绝缘电阻是一项最简便而又最常用的试验方法，通常用兆欧表（也称绝缘电阻表，俗称摇表）进行测量，根据测得的试品在1 min时的绝缘电阻的大小，可以检测出绝缘是否有贯通的集中性缺陷、整体受潮或贯通性受潮。例如，电力变压器的绝缘整体受潮后其绝缘电阻明显下降，可以用兆欧表检测出来。

应当指出，只有当绝缘缺陷贯通于两极之间时，测量其绝缘电阻时才会有明显的变化，即通过测量才能灵敏地检出缺陷。若绝缘只有局部缺陷，而两极间仍保持有部分良好绝缘时，绝缘电阻降低很少，甚至不发生变化，因此不能检出这种局部缺陷。

（二）测量绝缘电阻的原理

通过测量绝缘电阻为什么能发现上述缺陷？在测量中为什么又读取1 min时的绝缘电阻值？为回答这些问题，首先来分析电气设备绝缘在直流电压作用下所流过的电流。

图8-1（a）所示为电气设备绝缘在直流电压作用下的电路图。当合上S时，记录微安表在不同时刻的读数，据此绘成的曲线如图8-1（b）所示。

图8-1　电气设备绝缘在直流电压作用下的电路图和电流变化曲线

（a）电路图；（b）电流随时间的变化；（c）充电电流及吸收电流随时间的变化

由图8-1（b）可见，电流逐渐下降，趋于一恒定值，这个值显然是漏导电流iL，可是随时间减小的那一部分电流不完全是充电电流。因为理想的电介质（即绝缘材料）所组成的设备（如真空或空气电容器），其充电电流随时间衰减极快（微秒级），如图8-1（c）中的曲线1所示，而曲线2则是一种缓慢衰减的电流，它实际存在于电介质之中，这样，在实际的电介质上施加直流电压后，随时间衰减的电流可以看成是由三种电流组成的。它们分别是：

（1）漏导电流。因为世界上没有绝对“隔电”的物质，在绝缘介质中总有一些联系弱的带电质点存在，例如大气中每cm3约存在1000对的正、负离子，所以任何绝缘材料在外加电压作用下都会有极微弱的电流流过，而且此电流经过一定的加压时间后即趋于稳定。

漏导电流是由离子移动产生的，其大小决定于电介质在直流电场中的导电率，所以可以认为它是纯电阻性电流。漏导电流随时间变化的曲线如图8-2所示。显然，它的数值大小反映了绝缘内部是否受潮，或者是否有局部缺陷，或者表面是否脏污。因为在这些情况下，或者是绝缘介质内部导电粒子增加，或者是表面漏电增加，都会引起漏导电流增加，因而其绝缘电阻就减小。

（2）几何电流。它是在加压时电源对电介质的几何电容充电时的电流，亦称为电容电流。究其实质，它是由快速极化（如电子极化、离子极化）过程形成的位移电流所以有时称为位移电流。由于快速极化是瞬时完成的，因而这种电流瞬间即逝，它随时间变化的曲线如图8-3所示。

图8-2　在直流电压作用下电介质内漏导电流随时间变化的曲线

图8-3　在直流电压作用下电介质的电容电流随时间变化的曲线

（3）吸收电流。吸收电流也是一个随加压时间的增长而减少的电流，不过它比几何电流衰减慢得多，可能延续数分钟，甚至数小时，这是因为吸收电流是由缓慢极化产生的。其值取决于电介质的性质、不均匀程度和结构。在不均匀介质中，这部分电流是比较明显的。由于吸收电流的概念较难理解，下面以不均匀电介质为例，论述缓慢极化和伴随产生的吸收电流。

为了突出物理概念，讨论时选用由两种截然不同的电介质所构成的双层介质，并且每层电介质用并联的电容C1、C2和电导g1、g2来代替，如图8-4所示。

图8-4　双层电介质的等值电路图

（a）示意图；（b）等值电路图

在直流电压刚刚加上的瞬间，犹如加上一个频率很高的电压，各层介质上的电压是按电容分配的，由图8-4（b）可得

由此可见，电荷Q10＝Q20，所以在两种电介质的交界面上没有过剩的电荷。当电源容量很大时，这个过程很快就完成。

在稳定的直流电压下，当充电完毕后，电容就不再起作用了，相当于开路，最后只剩下流经电导g1和g2的电流。于是电压在各层介质上按电导分配，由图8-4（b）可得

由此可见，仅当C1g2＝C2g1时，Q1∞＝Q2∞，即交界面上也无过剩电荷。但是一般情况下C1g2≠C2g1，则Q1∞≠Q2∞，即交界面上将有过剩电荷出现。

为了弄清物理概念，假定C2＞C1，g1＞g2，则Q2∞＞Q1∞，这样交界面上积累的过剩电何为

Q＝Q2∞－Q1∞

这些电荷是怎么积累的呢？显然，在C1放电的同时，C2要被补充充电。由谁来充呢？当然是电源。这时充电的路径又是什么样的泥？由图8-4可知，充电是沿着电源的一极→g1→C2→电源另一极的路径进行的。观察此充电过程会发现：①对C2充电时，开始电流较大，随时间增长，电流逐渐减小，直至到零；②由于g1很小（或说成R1很大），故充电时间很长，换言之，这种过程需要很长时间才能完成。把这个过程中以自由离子移动而形成的充电电流称为吸收电流，把这种现象称为吸收现象。吸收电流随时间变化的曲线如图8-5所示。由于这一过程还要消耗能量，所以这部分电流可以看成是电源经过一个电阻向电容器充电的电流。显然，吸收电流也与被试设备受潮情况有关。

图8-5　在直流电压下电介质内吸收电流随时间变化的曲线

图8-6　在直流电压下电介质内所产生的三种电流总和随时间变化的曲线

若将三个电流曲线加起来，即可得到在兆欧表等直流电压作用下，流过绝缘介质的总电流随时间变化的曲线，通常称之为吸收曲线，如图8-6所示。

分析吸收曲线可知：

（1）吸收曲线经过一段时间后趋于漏导电流曲线，因此在用兆欧表进行测量时，必须等到兆欧表指示稳定时才能读数。通常认为经1 min后，漏导电流趋于稳定。所谓测量绝缘电阻就是用兆欧表等测量这个与时间无关的漏导电流（即后面所说的泄漏电流）。而在兆欧表上直接读出的是绝缘电阻数值。

由于流过绝缘介质的电流有表面电流和体积电流之分，所以绝缘电阻也有体积绝缘电阻和表面绝缘电阻之分，如图8-7所示。由于表面电流只反映表面状态，而且可被屏蔽掉，所以实际测得的绝缘电阻是体积绝缘电阻。因此，绝缘电阻的定义应为作用于绝缘上的电压与稳态体积泄漏电流之比，即

图8-7　电介质的体积绝缘电阻和表面绝缘电阻

式中　IV——稳态时的体积泄漏电流；

U——作用于绝缘上的电压；

RV——绝缘的体积电阻。

当绝缘受潮或有其他贯通性缺陷时，绝缘介质内离子增加，因而体积漏导电流剧增，体积绝缘电阻当然也就变小了。因此，体积绝缘电阻的大小在某种程度上标志着绝缘介质内部是否受潮或品质上的优劣。

（2）不同绝缘的吸收曲线不同。对同一绝缘而言，受潮或有缺陷时吸收曲线也会发生变化，据此可以用吸收曲线来判断绝缘的好坏。一般用初始电流与稳定电流之比i0/i∞来表示绝缘的吸收特性，若以绝缘电阻来表示时，则为R∞/R0。

由于在进行测量时，要真正测出R∞与R0是困难的，所以通常分别用从兆欧表达稳定转速并接入被试物开始算起第15s和第60s的绝缘电阻值R″60和R″15来代替，并求出比值R″60/R″15，这个比值称为吸收比，用K表示。测量这一比值的试验称为吸收比试验。吸收比在一定程度上反映绝缘是否受潮。

根据试验经验，一般认为当R″60/R″15≥1.3时绝缘为干燥的。

应指出，绝缘的吸收比试验仅适用于电容量较大的电气设备，如大型发电机、变压器及电缆等，对其他电容量小的设备，吸收现象不明显，故无实用价值。

由上述可知，绝缘在直流电压作用下的等值电路可用图8-8所示。此图将给定性分析带来方便。

图8-8　绝缘在直流电压作用下的等值电路图

随着变压器、发电机等电气设备的大容量化，在60s测得的绝缘电阻仍会受吸收电流的影响。为了更好地判断绝缘是否受潮，DL/T 596中提出采用极化指数作为衡量指标。极化指数被定义为加压10 min时的绝缘电阻与加压1 min时的绝缘电阻之比，即

DL/T 596规定，PI值一般不小于1.5。

（三）测量绝缘电阻的仪表

兆欧表是测量电气设备绝缘电阻的专用仪表。1990年5月批准实施的《绝缘电阻表（兆欧表）》（JJG 662—89）已把它作为强制检定的仪表之一。

兆欧表按其产生的电压可分为100 V、250 V、500 V、1000V、2500 V、5000 V六种规格；按其结构可分为手摇式、晶体管式和数字式三种形式。在电气设备预防性试验中最常用的是2500 V兆欧表。

兆欧表主要是测量被试绝缘体在直流高压下的泄漏电流值（微安级），而在表盘上反映出来的却是兆欧值，所以通常称之为兆欧表。

一般兆欧表从外观上看有三个接线端子，它们是“线路”端子L——接于被试设备的高压导体上：“地”端子E——接于被试设备的外壳或地上：“屏蔽”（“护环”）端子G——接于被试设备的高压护环，以消除表面泄漏电流的影响。

手摇式兆欧表的内部结构主要由电源和测量机构两部分组成。电源为手摇发电机，测量机构是磁电式流比计。图8-9所示为兆欧表的原理接线图。图中Rv为分压电阻，Lv为电压线圈，RA为限流电阻，LA为电流线圈，RX为被试设备绝缘电阻。

图8-9　兆欧表原理接线及等值电路图

（a）接线图；（b）等值电路图

当手摇转直流发电机手柄时，电压就加到两个并联的支路（即电流线圈LA和限流电阻RA支路电压线圈LV和分压电阻RV支路）上。由于磁电式流比计的磁场是不均匀磁场，因此两个线圈所受的力与线圈在磁场中所处的位置有关。两个线圈的绕向不同，因而流过两个线圈的电流产生不同方向的转动力矩，M1＝I1f1（a），M2＝I2f2（a），在这两个力矩之差的作用下，可动部分旋转，使这时两个线圈所受的力也随着改变，一直旋转到力矩平衡时为止，即

M1＝M2

或

I1f1（a）＝I2f2（a）

即

所以

即偏转角只与电流的比值有关，故称为流比计测量机构。

在图8-9中，由于I2的大小决定于RV，I1的大小决定于RA和RX，并且所以有

由式（8-2）可见，当兆欧表确定后，其RV和RA均为常数，故其指针的偏转角只与电阻RX有关，而与手摇直流发电机的输出电压无关，因此直流发电机的转速对指针的偏转角α没有影响。实际上，当输出电压降低时，会降低电压线圈和电流线圈的力矩，影响兆欧表的灵敏度，所以要求直流发电机的转速尽量恒定，不得低于额定转速的80％。

当“线路”、“接地”端子间开路时，电流线圈LA中没有电流流过，只有电压线圈LV中有电流流过。于是指针按逆时针方向偏转到最大位置，并指“∞”，这种情况相当于被测电阻RX为无穷大。当“线路”、“接地”端子间短路时，两个并联支路内部都有电流流过，但这时流过电流线圈LA的电流最大，故指针按顺时针方向偏转到最大位置，并指“0”，即被测电阻RX为零。

当“线路”、“接地”端子间接上被测电阻RX时，并且RX的数值在“0”与“∞”之间，指针停留的位置由通过这两个线圈中的电流I1和I2的比值来决定。由于RX是串在LA支路中，故I1的大小随RX的大小而变，于是RX的大小就决定了指针的偏转角位置。

用标准电阻来刻度表盘，再用兆欧表测量被测电阻，根据表盘指示的读数，就能知道被测电阻的大小。

为了保证测量的准确性，在“线路”端子的外圈设有一个铜质的圆环，通常叫屏蔽环。有的专门设置一个“屏蔽”端子，直接与发电机负极相接，如图8-9（b）所示，以屏蔽表面漏电，使表面漏电不经过电流线圈而直接回到电源负极。

屏蔽的实际接线如图8-10所示。

图8-10　用兆欧表测量电缆绝缘电阻接线

1—电缆芯；2—电缆绝缘；3—电缆金属护层；4—兆欧表；5—屏蔽电极

图8-11　兆欧表的负载特性

当被试品绝缘电阻过低时，表内的电压降将使线路端子上的电压显著下降，这可从兆欧表的负载特性看出。所谓兆欧表的负载特性就是兆欧表所测得的绝缘电阻同端电压的关系曲线，如图8-11所示。

对于流比计测量机构的兆欧表来说，虽然其指针偏转角的大小仅与电流比有关，与端电压无关。但是被试品的绝缘电阻与所加电压的高低有关。因此，当兆欧表的端电压急剧降低时，所测得的绝缘电阻值已经不能反映绝缘的真实情况了。同时，不同类型的兆欧表负载特性不同，故测出的数值也就不同。为了进行比较，最好在测量中用相同型号的兆欧表。

图8-12所示为现场常用的国产ZC—7型兆欧表的原理图，电源为永磁式交流发电机，转子是永久磁铁。当驱动转子达额定转速时，发电机输出的额定交流电压经二极管全波整流使倍压电容器充电，成为测量用直流电源。LV、LA的含义同前；L3绕在LA外面，与LV串联，缠绕方向与LV相反，于是两者的力矩相反，能起到调整刻度特性和稳定测量的作用，称为补偿线圈。

图8-12　ZC—7型携带式兆欧表

C—倍压电容器；R1—电流回路电阻；R2—电压回路电阻；LA—电流线圈；LV—电压线圈；L3—补偿线圈

（四）测试方法

（1）断开试品电源，将其接地，充分放电。对于电容量较大的试品（如变压器、电容器、电缆等），一般放电时间不少于2 min。若遇重复试验或加过直流高压后的试品，则放电时间应更长些。放电工作应使用绝缘工具（如绝缘手套、棒、钳等）。步骤是首先将接地线的按地端接地，然后再将另一端挂到试品上，并不得用手直接触及放电的导体。

（2）拆除试品的所有对外连线。对于瓷质绝缘子和套管一类试品，应用干燥清洁的柔软布或棉纱擦净表面。

（3）兆欧表未接试品前应检查。将兆欧表水平放置，摇动手柄到额定转速（120r/min），指针应指“∞”，然后再用导线短接“线路”（L）和“按地”（E）端钮，并轻轻摇动手柄，指针应指“0”，这样才认为兆欧表正常。

（4）将试品的非测量部分均接地，然后将接地线引接于兆欧表的“E”端，被测量部分用绝缘导线引接于兆欧表的“L”端子，屏蔽环用绝缘导线引接于兆欧表的“屏蔽”（G）端子上，如图8-10所示。

（5）以恒定速度转动手柄，待指针稳定（也有规定1 min的）后，记录绝缘电阻值。对于同类试品和同一试品，历次记录的方法应一致，以便比较。

做吸收比试验时，为了在开始计算时间时就能在绝缘上施加全部试验电压，应于兆欧表接地引线上串入一绝缘良好的开关。当兆欧表达额定转速时合上开关，开始计时，15s读取一次绝缘电阻值，60s再读取一次绝缘电阻值。

（6）读取上述数值后，应在手柄不停止转动的情况下断开开关，然后才能停止摇转，以防止由于试品电容积聚的电荷放电而损坏兆欧表。

（7）试验完毕或重复试验时，必须将试品对地充分放电。

（8）记录试品名称、规范、装设地点及气象条件。

（五）注意事项

（1）同杆双回架空线或双母线，当一路带电时，不得测量另一回路的绝缘电阻，以防感应高压损坏仪表和危及人身安全。对平行线路，也同样要注意感应电压，一般不得测其绝缘电阻，在必须测量时，要采用措施才能进行，如用绝缘棒接线等。

（2）测量大容量电机和长电缆的绝缘电阻时，充电电流很大，因而兆欧表开始指示数很小，但这并不表示被试设备绝缘不良，必须经过较长时间，才能得到正确结果。并要防止被试设备对兆欧表反充电损坏兆欧表。

（3）如所测绝缘电阻过低，应进行分解试验，找出绝缘电阻最低的部分。(www.xing528.com)

（4）在阴雨潮湿的天气及环境湿度太大时，不应进行测量。一般应在干燥、晴天、环境温度不低于5℃时进行测量。

（5）测量绝缘的吸收比时，应避免记录时间带来的误差。由上述可知，变压器、发电机等设备绝缘的吸收比是用兆欧表在加压15s和60s时记录其绝缘电阻值后计算求得的。测量时，流过绝缘的电流分量中漏导电流不随时间变化，其值很小，分析时可以略去：充电电流在很短时间（小于1s）内即衰减到零，也可以略去。随时间变化的主要分量是吸收电流IXS（t），它与测量时间t的关系为

式中　A——常数，决定于被试品绝缘材料；

n——指数。

由于

则

故

试验时，记录时间往往不是实际加压时间。设记录时间与加压时间的绝对误差为δt，则此时测得的绝缘电阻R′为

而实际的绝缘电阻R为

由式（8-4）和式（8-5）计算出的绝缘电阻测量值的相对误差ΔR为

式中　Δt——测量时间的相对误差。

试验时，时间记录往往不易准确，兆欧表刻度展开时间一般需要1～2s。若记录时间有2s误差，则对15s而言，Δt为14％；对60s而言，Δt为3％左右。

若取吸收比K＝2，则n＝0.5。因此，当记录时间的相对误差为2s时，对15s绝缘电阻的相对误差ΔR″15＝（1＋0.14）0.5＝17％；对60s绝缘电阻相对误差ΔR″60＝（1＋0.03）0.5－1＝1.5％。

由于R″60与R″15的相对误差引起的吸收比计算结果的误差可达5％～9％，这样，在现场测量吸收比时，往往导致测量结果重复性较差，给测试结果分析带来困难。因此，应准确或自动记录15s和60s的时间。

若用极化指数来监测吸收过程，上述误差可以忽略。

（6）屏蔽环装设位置。为了避免表面泄漏电流的影响，测量时应在绝缘表面加等电位屏蔽环，且应靠近E端子装设，但这个提法与有些文献资料不同。

图8-13给出了用兆欧表测量被试品绝缘电阻的实际接线和等值电路。由图8-13（b）可见，Rb2与RA并联，Rb1与RV并联。

当Rb2→∞时，I2＝0，兆欧表指针偏转角为

当Rb2为有限值时，可列出方程

图8-13　兆欧表测量被试品绝缘电阻的实际接线及等值电路

（a）实际接线；（b）等值电路
Rb1、Rb2—屏蔽环H与L端子及H与E端子间试品表面绝缘电阻

联立式（8-7）～式（8-9）可得

则

故

由式（8-11）可见，a′－a决定于对确定的兆欧表，RA、RV为常数，对确定的被试品，可认为RX也不变。这样，a′－a仅取决于Rb2，Rb2越大，则a′－a越小，即误差越小，Rb2越小，则a′－a越大。所以为了减少误差，应增大Rb2，即屏蔽环应装设在被试品的中、下部（即靠近E端子）。

表8-1列出了用ZC—7型2500V兆欧表对FZ—30型阀式避雷器绝缘电阻进行测量的结果。

表8-1　当Rb2不同时FZ—30型阀式避雷器绝缘电阻的测量值（RX＝1600MΩ）

由表8-1可见，相对测量误差随Rb2减少而增大，当RX＝7500 MΩ而Rb2＝1 MΩ时，相对误差高达368.1％，这是不允许的，容易造成误判断。所以应当注意被试品上屏蔽环的装设位置，特别是在湿度大、脏污较严重的情况下，更要注意。

在式（8-11）中，若令Rb2/RA＝K，则

所以当K＝20时，

对ZC—7型2500 V兆欧表，RA＝3.6 MΩ，若取Rb2＝72 MΩ，则相对误差为5％。

对于一般常用的兆欧表，如ZC—5型或ZC—11—10型2500 V兆欧表，其RA＝5.1 MΩ，所以采用这类兆欧表进行测量时，若取Rb2＝100 MΩ，则相对误差约为5％，即Rb2≥100 MΩ时，便可保证测量精度。

20世纪50年代初期，大都使用进口兆欧表，这些兆欧表电流回路的限流电阻一般为200～500kΩ，其阻值相对较小，因此对屏蔽环位置没有严格要求。当时普遍采用做直流泄漏电流试验的接法，即屏蔽环靠近L端，这样可使屏蔽环与接地端之间的表面电阻增大，减小了兆欧表的负载，使兆欧表的输出电压不至于因为加装屏蔽环而造成明显的下降。这种方法使用了几十年，很多地方一直沿用至今。

从20世纪60年代开始，国产ZC系列兆欧表陆续代替了进口兆欧表，它们的限流电阻为5～10 MΩ，比进口兆欧表的限流电阻增大几十倍。由上所述，若屏蔽环装设位置不当，会使测得的绝缘电阻值偏高。

（7）兆欧表的L和E端子接线不能对调。由上所述，用兆欧表测量电力设备绝缘电阻时，其正确接线方法是L端子接被试品与大地绝缘的导电部分，E端子接被试品的接地端。但在实际测量中，常有人提出，L和E端子的接线能否对调？为回答这个问题，先看表8-2给的一组实测结果。

表8-2列出了采用ZC—7型2500 V兆欧表对几种被试品的测量结果。由表8-2可见：

1）除旧油纸绝缘变压器和电缆外，采用正确接线测得的绝缘电阻均大于错误接线（E端子接被试品与大地绝缘的导电部分；L端子接被试品的接地端）测得的绝缘电阻。这个现象可用图8-14所示的等值电路来分析。

表8-2　L、E接法不同时被试品的绝缘电阻

由图8-14（a）可见，由于屏蔽环的作用，表壳的泄漏电流IL经Rdw→RHw→电源→E端子→地面构成回路，它不经过测量线圈LA，此时兆欧表指针的偏转角a只决定于IV/IA。

当L与E端子对调时，如图8-14（b）所示，表壳的泄漏电流IL经L端子→LA→RA→电源→E端子→R′Ew→R′dw→地面构成回路，I′L将流过测量线圈LA，即使与中多了一个I′L，这时兆欧表指针的偏转角a决定于IV/（IA＋I′L），由于电流线圈LA中流过的电流越大，指针的偏转角越小，所以按图8-14（b）接线测得的绝缘电阻较图8-14（a）接线测得的绝缘电阻小。显然，减小的程度与被试品的表面状况及表壳的绝缘状况等因素有关。

图8-14　兆欧表不同接法的等值电路图

（a）正确接法；（b）错误接法
Rdw、R′dw—大地经兆欧表底脚到兆欧表外壳的绝缘电阻；RHw—屏蔽环与兆欧表外壳间的绝缘电阻；REw—E端与外壳间的绝缘电阻

2）对旧的油浸纸绝缘变压器和电缆，采用正确接线测得的绝缘电阻小于错误接线测得的绝缘电阻，是因为在这种情况下电渗效应起主导作用的缘故。在正确接线下，由于电渗效应使变压器外壳或电缆外皮附近的水分移向变压器绕组或电缆芯，导致变压器或电缆的绝缘电阻下降；而在错误接线下，电渗效应则使绝缘中的水分移向变压器外壳或电缆外皮，从而导致绝缘电阻增大。对绝缘良好的新电缆，由于电渗效应不明显，所以表壳的泄漏电流的影响起主导作用。

由上述分析可见，兆欧表的L和E端子的接线不能对调。

（8）兆欧表与被试品间的连线不能绞接或拖地。兆欧表与被试品间的连线应采用厂家为兆欧表配备的专用线，而且两根线不能绞接或拖地，否则会产生测量误差。表8-3列出了对一根长20cm的环氧玻璃布绝缘管进行测量的结果。

由表8-3可见，两根连线绞接后测量值变小，两根连线绞接后再接地测量值更小。

表8-3　兆欧表与被试品间两根连线状态不同时的测量结果　单位：MΩ

对上述的测量结果可用图8-15进行分析。为突出物理概念，下面分析绞接及绞接后又接地的特殊情况。

由图8-15（b）可知，若连线绞接，则测量值R′X应为

由图8-15（c）可知，若连线绞接后又接地，则测量值R″X应为

1）若R2→∞，则R′X＝RX，R″X＝RX，即连接线本身的绝缘电阻越高越好。

2）若RX→∞，则R′X＝R，R″X＝R2＝R，即连线本身绝缘电阻越低，绞接后测量结果误差越大，绞接后又接地的测量值仅是R′X的一半。

图8-15　兆欧表与被试品间连线绞接示意图及等值电路图

（a）连线接（S合上为绞接后又接地）；（b）连线绞接的等值电路；（c）连线绞接且接地的等值电路
R—导线绝缘电阻串联值（R＝R1＋R2）；R1、R2—单根导线绝缘电阻（R1＝R2）

3）若R2＝RX，则

由上述分析可知，为保证测量的准确性，应采用绝缘电阻高的导线作为连接线，否则会引起很大误差。例如某台1000kVA，10kV的配电变压器高压绕组对低压绕组、高压绕组对地的绝缘电阻应为1700 MΩ。现场测量时，由于采用长而拖地的连接线，测得的绝缘电阻仅为50～80 MΩ。再如，某厂测试3台S7—400/10型变压器的绝缘电阻，其值均为150 MΩ，而出厂试验报告上的绝缘电阻均为104MΩ左右，两者数据相差甚大，经检查，发现兆欧表的两条引线盘在一起。

（9）采用兆欧表测量时，应设法消除外界电磁场干扰引起的误差。在现场有时在强磁场附近或在未停电的设备附近使用兆欧表测量绝缘电阻，由于电磁场干扰也会引起很大的测量误差。

引起误差的原因是：

1）磁耦合。由于兆欧表没有防磁装置，外磁场对发电机里的磁钢和表头部分的磁钢的磁场都会产生影响。当外界磁场强度为400 A/m时，误差为10.2％；外界磁场越强，影响越严重，误差越大。例如，前苏联有一组AOДЦTH－267000/500/20型的自耦变压器，其绝缘电阻应为3300 MΩ，但在强磁场下，用2500 V兆欧表测得的绝缘电阻仅为600 MΩ。再如，我国某变电所测一台OSFPS3—120000/220型变压器的绝缘电阻，变压器前后及上空均有220kV母线，用ZC—48型兆欧表测得220kV绕组的绝缘电阻为104MΩ以上，而投产及历年测得的绝缘电阻为3400 MΩ左右，换用ZC—30型兆欧表测得其绝缘电阻为3300 MΩ，分析认为主要是外界电磁场影响，由于ZC—48型兆欧表抗干扰能力差，所以产生这种虚假现象。第二天停电，同时用ZC—48型和ZC—30型兆欧表进行测量，测得的绝缘电阻均为330 MΩ。证明分析是正确的。

2）电容耦合。由于带电设备和被试设备之间存在耦合电容，将使被试品中流过干扰电流。带电设备电压越高，距被试品越近，干扰电流越大，因而引起的误差也越大。

消除外界电磁场干扰的办法是：①远离强电磁场进行测量。②采用高电压级的兆欧表，例如使用5000 V或10000 V的兆欧表进行测量。③利用兆欧表的屏蔽端子G进行屏蔽。对于两节及以上的被试品，例如避雷器，耦合电容器可采用图8-16所示的接线进行测量。图中将端子G接到被测避雷器上一节的法兰上，这样，由上方高压线路等所引起的干扰电流由端子G经兆欧表的电源入地，而不经过电流线圈，从而避免了干扰电流的影响。对最上节避雷器，可将其上法兰接兆欧表E端子后再接地，使干扰电流直接入地。如图8-16右侧接线所示，但不能将干扰完全消除掉。表8-4列出了某变电所66kV避雷器均压电阻的测试数据。由表中数据可以看出，使用屏蔽法测得的结果很接近一年前停电测试的数据（经过一年均压电阻实际上可能有些变化）。但不用屏蔽测量的结果都明显偏低，相关100～200 MΩ不等。④选用抗干扰能力强的兆欧表。除上述ZC—30型兆欧表外，中国科技大学生产的GZ—5 A、2500/5000兆欧表抗干扰能力也较强。曾用该表在某电厂220kV旁路母线干扰场强较高的电容式电压互感器上作比较性测试，其抗干抗能力与美国希波公司生产的指针式高压兆欧表相近，而国产ZC—48—1型指针式兆欧表指示偏过“∞”刻度值，表针摆至左端极限位置。顺便指出，有人在ZC—48—1型兆欧表中引入抗干扰电路进行改型，也收到良好效果。

表8-4　某变电所66kV避雷器测试结果　单位：MΩ

注　对于只有“一节”的被试品，如下端能够对地绝缘，可将上端接地进行测量。

图8-16　利用兆欧表的屏蔽端子

G—屏蔽干扰；C—空间分布电容

图8-17　ZC—7、ZC11—5型兆欧表的负载特性

（10）为便于比较，对同一设备进行测量时，应采用同样的兆欧表、同样的接线。当采用不同型式的兆欧表测绝缘电阻，特别是测量具有非线性电阻的阀型避雷器时，往往会出现很大的差别。例如，对一台FZ—20型单元件阀型避雷器的绝缘电阻进行测量时，用2500 V的ZC—7型兆欧表测得的绝缘电阻是2100 MΩ；而用ZC11—5型兆欧表测得的绝缘电阻却是1400 MΩ，所测得的绝缘电阻值相差达33％。造成这种差别的原因主要是负载特性（图8-11）的影响。由于两只兆欧表的负载特性不同（图8-17），负载电阻在500 MΩ时，ΔU已达200多伏。所以为进行比较，应采用同一型号的兆欧表进行测量。

当用同一只兆欧表测量同一设备的绝缘电阻时，应采用相同的接线，否则将测量结果放在一起比较是没有意义的。例如，目前测量电力变压器的绝缘电阻时，就可能有三种接线：

1）规程法。DL/T 596规定，测量变压器绕组绝缘电阻时，非被试绕组接地，如图8-18所示。采用这种接线方式的优点是可以测出被试绕组对接地部分及不同电压部分间的绝缘状态，而且可以避免各绕组中剩余电荷造成的测量误差。其缺点是被测绕组套管的表面绝缘电阻将会对测量结果产生影响，当套管的表面越脏、湿度越大，这种影响就越大。

2）外壳屏蔽法。当测量高低压绕组之间的绝缘电阻时，可采用外壳屏蔽法，如图8-19所示。这种接线方式的优点是可消除表面泄漏电流的影响，测得高低压绕组间真实的绝缘电阻。不足的是不能用来测量绕组对地的绝缘电阻。

图8-18　规程法接线图

图8-19　外壳屏蔽法接线图

3）套管屏蔽法。若被试绕组为高压绕组，则屏蔽应安放在高压绕组的套管上，根据低压绕组接地与否，又可分为两种接线方式，如图8-20所示。

图8-20　套管屏蔽法接线图

（a）外壳接地；（b）外壳不接地

比较图8-20（a）和图8-18可见，由于按图8-20（a）测量消除了套管表面泄漏电流的影响，所以由图8-18测得的绝缘电阻值应大于由图8-20（a）得到的测量值。

比较图8-20（b）与图8-19可见，由它们测量的均为高低压绕组间的绝缘电阻值，但按图8-19测量可以消除高低压套管表面泄漏电流的影响，而按图8-20（b）测量只消除了高压套管表面泄漏电流的影响，而低压套管表面泄漏电流的影响仍然存在，所以两者的测量结果不完全相同，图8-20（b）的测量结果将小于图8-19的测量结果。因此，比较应在相同的接线下进行。表8-5列出了不同接线下的测量结果。

表8-5　L7—315/10000型电力变压器绝缘电阻的测量结果

（11）电源电池能量的影响。对晶体管兆欧表，要注意检查电源电池，若其能量不足，会使测得的绝缘电阻增大。例如，某变电所测量一台SFSZ27—31500/110型电力变压器的绝缘电阻时，不到15s晶体管兆欧表的指针就到104MΩ以上，与历史数据相比较，绝缘电阻由3000 MΩ增大到104MΩ，经反复检查发现是晶体管兆欧表的电源电池能量不足引起的。

（六）影响绝缘电阻的因素

（1）湿度的影响。随着周围环境的变化，电气设备绝缘的吸湿程度也跟着发生变化。当空气相对湿度增大时，绝缘物由于毛细管作用，吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值，尤其对表面泄漏的影响更大。实践证明，在雾雨天气或早晚进行试验，测出的绝缘电阻很低，而在晴朗的中午用同样的设备试验时，则绝缘电阻与前者相差很多，这充分说明了湿度对绝缘电阻的影响。

（2）温度的影响。电气设备的绝缘电阻是随温度变化而变化的，其变化的程度随绝缘的种类而异。富于吸湿性的材料，受温度影响最大。一般绝缘电阻随温度升高而减小，这是因为温度升高时，加速了电介质内部分子和离子的运动。同时，绝缘内的水分，在低温时和绝缘物相结合较紧密。当温度升高时，在电场作用下水分即向两极伸长，这样在纤维物质中，呈细长线状的水分粒子伸长，使其电导增加。此外，水分中含有溶解的杂质或绝缘物内含有盐类、酸性物质，也使电导增加，从而降低了绝缘电阻。例如当发电机温度每变化8～10℃时，其绝缘电阻变化一倍。

由于温度对绝缘电阻值有很大影响，而每次测量又不能在完全相同的温度下进行，为了比较试验结果，我国有关单位曾提出过温度换算资料，但由于影响温度换算的因素很多，如设备的新旧、干燥程度、测温方法等，所以很难规定出一个准确的换算系数。目前，我国规定了一定温度下的标准数值，希望尽可能在相近温度下进行测试，以减少由于温度换算引起的误差。

（3）表面脏污和受潮的影响。由于被试物的表面脏污或受潮会使其表面电阻率大大降低，绝缘电阻将显著下降。在这种情况下，必须设法消除表面泄漏的影响，以获得正确的测量结果。

（4）被试设备剩余电荷的影响。若对有剩余电荷的被试设备进行试验时，会出现虚假现象。也就是说，由于剩余电荷的存在会使测量数据虚假地增大或减小。

当剩余电荷的极性与兆欧表的极性相同时，会使测量结果虚假地增大。当剩余电荷的极性与兆欧表的极性相反时，会使测量结果虚假地减小。这是因为兆欧表输出较多的异性电荷去中和剩余电荷之故。为消除剩余电荷的影响，应“充分”放电，一般大容量设备至少放电5 min。