絕緣電阻的概念

一．絕緣的概念和作用

1.概念：絕緣是指用不導電的物質(zhì)將帶電體隔離或包裹起來，對防止觸電起保護作用的一種安全措施。良好的絕緣對于保證電氣設備與線路的安全運行，防止人身觸電事故的發(fā)生是最基本的和最可靠的手段。絕緣通?？煞譃闅怏w絕緣、液體絕緣和固體絕緣三類。電氣設備絕緣電阻的大小就是隔離電壓的能力。

2.作用：防止電氣設備短路和接地，保證電氣設備與線路的安全運行，防止人身觸電事故的發(fā)生。

二． 絕緣電阻的概念

絕緣電阻：是絕緣物在規(guī)定條件下的直流電阻，即加直流電壓于電介質(zhì)，經(jīng)過一定時間極化過程結(jié)束后，流過電介質(zhì)的泄漏電流對應的電阻稱絕緣電阻。絕緣電阻是電氣設備和電氣線路最基本的絕緣指標。

三.絕緣電阻測試的意義

電氣設備停用時間較長時，受潮或表面積有大量灰塵，影響電氣設備的絕緣；長期使用的電氣設備，受高溫、高壓、化學、機械振動以及其它因素的影響，絕緣也有可能老化。測量電氣設備的絕緣就能發(fā)現(xiàn)電氣設備中影響絕緣的異物、受潮和臟污、絕緣油老化、絕緣介質(zhì)擊穿和老化等缺陷，以便及時采取措施，不影響電氣設備的運行。

四.絕緣電阻的擴展

1. 吸收比的概念

吸收比是指搖測60s與15s時的絕緣電阻值之比。

2.為什么要測吸收比

電氣設備的絕緣受潮后，其絕緣電阻降低，隨著測量時間的增加，絕緣電阻迅速上升，在這種情況下，只要測出不同測量時間下的絕緣電阻，并進行比較就能判斷絕緣是否受潮，以及受潮的程度。因此，對于電力變壓器、電力電容器、交流電動機等高壓電氣設備，為了考察其絕緣的受潮情況，除了測量它們的絕緣電阻外，還要測量吸收比。如果吸收比大，表明絕緣干燥；如吸收比小，表明絕緣已受潮。一般來說，未受潮的絕緣，其吸收比值大于1 .3；而當吸收比值接近于1時，則說明絕緣已受潮或有局部缺陷 。

3.極化指數(shù)：大容量的變壓器、發(fā)電機、電纜等電氣設備吸收電流衰減很慢，在一分鐘時測量到的絕緣電阻仍會受到吸收電流的影響，吸收比不足以反映絕緣介質(zhì)的電流吸收全過程，為了便于更好地判斷絕緣體是否受潮，可采用較長時間的絕緣電阻比值進行衡量，R10min/R1min稱為絕緣的極化指數(shù)。被試品嚴重受潮時，極化指數(shù)接近于1，干燥狀態(tài)時極化指數(shù)較大，變壓器的極化指數(shù)一般大于1.5，絕緣好時可達到3至4。

五.絕緣電阻的測試工具

測量絕緣電阻用兆歐表，手搖兆歐表又叫搖表，它由手搖發(fā)電機、倍壓整流電路、磁電系比率表等部件組成。搖表搖動時，產(chǎn)生直流電壓。當絕緣材料加上一定直流電壓后，絕緣材料中就會流過極其微弱的電流，這個電流由三部分組成，即電容電流、吸收電流和泄漏電流。兆歐表產(chǎn)生的直流電壓與泄漏電流之比為絕緣電阻，用兆歐表檢查絕緣材料是否合格的試驗叫絕緣電阻試驗。

1.兆歐表的屏蔽端作用

在測量絕緣電阻時，希望測得的數(shù)值等于或接近絕緣體內(nèi)部絕緣電阻的實際值。但是由于被測物表面總是存在著一定的泄漏電流，并且這一電流的大小直接影響測量結(jié)果。為判斷是內(nèi)部絕緣本身不好，還是表面漏電的影響，就需要把表面和內(nèi)部絕緣電阻分開。其方法是用一金屬遮護環(huán)包在絕緣體表面，并經(jīng)導線引到兆歐表的屏蔽端，使表面泄漏電流不流過測量線圈，從而消除了泄漏電流的影響，使所測得的絕緣電阻真正是介質(zhì)本身的實際電阻。

2.測試絕緣后為什么要放電

用兆歐表測量完感性負載（發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、變壓器線圈，電動機等）和容性負載（電容器、電纜等），必須要放電，放電的目的是為了消除感性負載或容性負載上的感應電或殘余電，保障人身和設備的安全。如果讓設備長期帶上感應電或殘余電，人不小心觸及，就有生命危險。

3.如何正確選用兆歐表

兆歐表的額定電壓應根據(jù)被測電氣設備的額定電壓來選擇。測量500V以下的設備，選用500V或1000V的兆歐表；額定電壓在500V以上的設備，應選用1000V或2500V的兆歐表；對于絕緣子、母線等要選用2500V或5000V 兆歐表 。

4.使用前檢查兆歐表是否完好 ，將兆歐表水平且平穩(wěn)放置，檢查指針偏轉(zhuǎn)情況，將E(接地端）、L（線路）兩端開路，以約120r/min的轉(zhuǎn)速搖動手柄，觀測指針是否指到“∞”處；然后將E (接地端）、L（線路）兩端短接，緩慢搖動手柄，觀測指針是否指到“0”處，經(jīng)檢查完好才能使用。

注：為什么要指向“0”呢？根據(jù)歐姆定律可知當L和E短接時電阻最小，電流最大，所以指針指向最右端。如果指針無法指向“0”位，數(shù)字式兆歐表應更換電池。以上過程又稱為“調(diào)零”。

5.兆歐表的結(jié)線

（1）兆歐表放置平穩(wěn)牢固，被測物表面擦干凈，以保證測量正確。

（2）正確接線 ：兆歐表有三個接線柱：線路（L）、接地（E）、屏蔽（G）。

跟據(jù)不同測量對象，作相應接線。測量線路對地絕緣電阻時，E端接地，L端接于被測線路上；測量電機或設備絕緣電阻時，E端接電機或設備外殼，L端接被測繞組的一端；測量電機或變壓器繞組間絕緣電阻時先拆除繞組間的連接線，將E、L端分別接于被測的兩相繞組上；測量電纜絕緣電阻時E端接電纜外表皮（鉛套）上，L端接線芯，G端接芯線最外層絕緣層上。

（3）試驗測試，由慢到快搖動手柄，直到轉(zhuǎn)速達120r/min左右，保持手柄的轉(zhuǎn)速均勻、穩(wěn)定，一般轉(zhuǎn)動1 min ，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)。

（4）測量完畢，先斷開L端連線，然后再讓兆歐表停止轉(zhuǎn)動，以免反充電損壞兆歐表。最后將被測物接地充分放電后方能拆除連接導線。

六.絕緣電阻測量的注意事項

因兆歐表本身工作時產(chǎn)生高電壓，為避免人身及設備事故必須重視以下幾點：

1.測量前一定要辦理工作票，線路停電掛牌，合上接地刀，掛好接地線，測量現(xiàn)場做好圍擋隔離。

2.測量前被測設備必須確保切斷電源和負載，并進行充分放電；被測設備與電源應有明顯斷開點，二次側(cè)的保險、空開應斷開，已用兆歐表測量過的設備如要再次測量，也必須先接地放電。

3.兆歐表測量時要遠離大電流導體和外磁場，測試人員須注意與帶電設備的安全距離。

4.與被測設備的連接導線應用兆歐表專用測量線或選用絕緣強度高的兩根單芯多股軟線，兩根導線切忌絞在一起，也不能隨意堆放在地上，以免影響測量準確度。

5.測量過程中，如果指針指向“0”位，表示被測設備短路，應立即停止轉(zhuǎn)動手柄，以防表內(nèi)線圈發(fā)熱損壞。

6.兆歐表未停止輸出電壓之前或被測設備未放電之前，嚴禁用手觸及導體。斷開L線時，也不要觸及引線的金屬部分。

7.在測量電容性設備的絕緣電阻后，應先將線路L端連線斷開再停止電壓輸出，以免被測設備向兆歐表倒充電而損壞儀表。然后對設備充分放電（一般放電時間五分鐘以上）。

8.測量絕緣時，被測設備上其它的工作票應收回，被測設備上禁止一切工作，人員全部撤離。

9. 禁止在雷電時或高壓設備附近測絕緣電阻，只能在設備不帶電，也沒有感應電的情況下測量。

10.被測設備中，如有半導體器件，應將其插件板拆去。

11.測試絕緣由兩人進行，一人操作，一人監(jiān)護，操作人穿絕緣鞋，戴絕緣手套。

12.做絕緣電阻記錄時，要記錄設備銘牌和測量時的溫度、天氣情況。

七.影響絕緣電阻測量結(jié)果的因素

1.溫度：一般絕緣電阻是隨溫度的上升而減小的，其原因是隨著溫度升高，絕緣體內(nèi)部的離子運動加快，絕緣物內(nèi)部的水分與絕緣物的結(jié)合松弛，在外電場作用下，水分子順纖維物質(zhì)呈細長絨狀伸長，使其導電率增加。絕緣物內(nèi)含有的鹽類、酸性物質(zhì)，被水溶解的速率加劇，也會增加導電率而降低絕緣電阻。絕緣電阻的變化隨絕緣材料的不同而不同，富有吸濕性的材料隨溫度變化最大。由于溫度對絕緣電阻影響很大，而且每次測量又難以在同一溫度下進行，為了能對測量結(jié)果進行比較，測量時要記錄溫度，將測量結(jié)果換算到同一溫度。

2.濕度：當空氣相對濕度增大時，絕緣體由于毛細管作用，吸收較多的水分，導電率增大，絕緣電阻降低，尤其對表面泄漏電流的影響更大。實踐證明，霧雨天氣時絕緣體表面吸附潮氣，形成水膜，常使絕緣電阻顯著降低。

3.剩余電荷：每測完一次絕緣后應將被測試體充分放電，放電時間應大于充電時間，以將剩余電荷放盡，否則在重新測量時，由于剩余電荷的影響，其充電電流和吸收電流將比第一次測量時小，因而造成吸收比減小、絕緣電阻值增大的虛假現(xiàn)象，在測試電纜時，最容易出現(xiàn)這種情況。

4.表面臟污和受潮：由于被試物的表面臟污或受潮會使其表面電阻率大大降低，絕緣電阻將明顯下降。必須設法消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié)果。

5.感應電壓：當在帶電環(huán)境中測量停電設備的絕緣電阻時，由于帶電設備與停電設備之間的電容耦合，使得停電設備帶有一定電壓等級的感應電壓。感應電壓對絕緣電阻測量有明顯的影響，采用電場屏蔽等措施可以有效克服感應電壓的影響。

6.兆歐表容量：實測表明，兆歐表的容量對絕緣電阻、吸收比的測量結(jié)果都有一定的影響。兆歐表容量越大越好。

7.分析判斷：對電容比較大的高壓電氣設備，如電纜，變壓器，發(fā)電機，電容器等絕緣狀況。主要以吸收比的大小為判斷依據(jù)。如果吸取比有明顯下降，說明絕緣受潮或油質(zhì)嚴重劣化。