模块五 兆欧表

模块五兆欧表模块概述兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的可携式仪表，又称绝缘摇表。前面所学万用表的欧姆档测电阻，是在低电压条件下测量电阻值。如果用万用表来测量电气设备的绝缘电阻，其阻值可能是无穷大，而电气设备实际的工作条件是几百伏或几千伏，此时绝缘电阻不再是无穷大，可能会变的很小。因此测量电气设备的绝缘电阻要根据电气设备的额定电压等级来选择仪表，通常使用兆欧表来进行绝缘电阻的测量。教学目标1.了解兆欧表的用途和结构;2.掌握兆欧表的使用方法。下一页返回模块五兆欧表一、结构如图5-1所示为兆欧表，其基本结构是一台手摇发电机和一只磁电系比率表。手摇发电机(直流或交流与整流电路配合的装置)的容量很小，但输出电压很高。兆欧表就是根据发电机能发出的最高电压来分类的，如500V,1000V,2500V等。针对不同的电气设备选用不同电压等级的兆欧表。上一页下一页返回模块五兆欧表如图5-2所示为磁电系比率表的基本结构，磁电系比率表是一种特殊形式的磁电系测量机构，作为兆欧表的测量机构。与电动系比率表的结构相似，磁电系比率表也有两个动圈，没有产生反作用力矩的游丝，动圈的电流是通过导流丝引入的。两个动圈彼此间成一角度α交叉，并连同指针固定于同一转轴上。此外，动圈内的圆柱形铁芯开有一个缺口，所以磁路系统的气隙内的磁场是不均匀的。上一页下一页返回模块五兆欧表二、工作原理1.磁电系比率表测量时两个动圈中的电流(I1,I2)流向相反，产生两个方向相反的转动力矩，若I1产生的为转动力矩，I2产生的为反作用力矩。当两个力矩平衡时，指针将停留在某一位置上，相应的偏转角为α。与电动系比率表相类似，偏转角α由两个动圈电流之比决定，即（5-1）由上式可见，α与测量电路中的电源电压无关。上一页下一页返回21IIF模块五兆欧表2.兆欧表如图5-3所示为兆欧表的测量线路，虚线框内表示兆欧表的内部电路，被测绝缘电阻Rx接于兆欧表的线路端钮L和地线端钮E之间，此外，在线路端钮的外圈上还有一个铜质圆环(图中虚线圆)，叫保护环。由图中可以看出，动圈1、内附电阻Rc与被测电阻及Rx串联;动圈2和内附电阻及Rv串联，它们都连接到手摇发电机F的两端，承受相同的电压Uc此时有;11xcRRRUI上一页下一页返回vRRUI22模块五兆欧表上两式中，R1、R2为动圈1,2的电阻。把上两式代入式(5-1)中，即得（5-2）通过式(5.2)可知，当兆欧表结构一定时，其R1、R2,Rc和Rv均为定值，此时兆欧表可动部分的偏转角α与被测电阻Rx有关，且兆欧表标度尺的刻度是不均匀的。当被测电阻Rx为零时，I1为最大，指针向右偏转到最大位置，即指针指零;当被测电阻非常大，如外部断开时，I1为零，此时转动力矩也为零，在I2所产生的反作用力矩的作用下，指针向左偏转到刻度“∞”的位置。上一页下一页返回xcvRRRRFIIF221模块五兆欧表在这两种情况下，由于动圈2正好转到铁芯缺口处(见图5-3)，由I2所产生的磁场与缺口处由永久磁铁产生的恒定磁场方向一致，这时不再产生反作用力矩，线圈停止转动。其测量范围从0~∞，但实际只有部分刻度能反映较为准确的读数。另外，由于兆欧表没有产生反作用力矩的游丝，所以使用前其指针可以停留在标度尺的任意位置上。上一页下一页返回模块五兆欧表兆欧表中的手摇发电机发出的电压是不稳定的，它与手摇的速度有关。但磁电系兆欧表的特点是它的指针偏转角只与两个动圈电流之比有关，而与发电机输出电压无关。也就是说，当发电机电压发生变化时，虽然动圈1和2中的电流都要发生变化，但它们的比值却总是不变的，指针相应的偏转角也保持不变。但需要注意的是，若电压太低，将引起两个动圈的力矩都减小，会使测量结果的误差增大。同时在电压太低的情况下测量出的绝缘电阻也不能作为在规定电压值下的绝缘电阻。因此使用兆欧表时，发电机转速不宜太慢或太快。有些兆欧表内部装有手摇发电机的离心调速装置，使转子以恒定速度转动，以保持其输出电压稳定。上一页下一页返回模块五兆欧表三、技术特性及应用范围兆欧表主要用来测量电气设备绝缘电阻，其主要参数有额定电压、测量范围、准确度等级等。(1)绝缘电阻表按额定电压分为9种50V,100V,250V,500V,1000V,2000V,2500V，5000V,10000V(2)绝缘电阻表按准确度等级分为5级1.0,2.0,5.0,10.0,20.0表5-1列出了部分国产兆欧表的型号及规格，供选择时参考。上一页下一页返回模块五兆欧表四、使用方法(一)兆欧表的选择兆欧表的选择，主要是选择它的额定电压及测量范围，具体各种型号兆欧表的参数可参考表5-1。对于高电压电气设备，必须使用额定电压高和测量范围大的兆欧表进行测量;对于低电压的电力设备，其内部绝缘所能承受的电压不高，为了设备安全，此时应选用额定电压较低的兆欧表。通常在各种电器和电力设备的测试检修规程中，都对应使用何种额定电压等级的兆欧表有所规定。表5-2中列出了在不同情况下选择兆欧表的要求，供使用时参考。上一页下一页返回模块五兆欧表选择兆欧表时，要注意不要使测量范围超出被测绝缘电阻阻值过大，否则读数将产生较大误差。另外，有些兆欧表的标尺不是从零开始而是从1MΩ或2MΩ开始的。这种兆欧表不适宜测量处于潮湿环境中低压电气设备的绝缘电阻，因为此时电气设备的绝缘电阻可能小于1MΩ，在兆欧表上得不到读数，容易误认为绝缘电阻为零。(二)测前准备测量前要切断被测设备电源，并对被测设备接地短路放电，以排除断电后其电感及电容带电的可能性，兆欧表必须在被测电气设备不带电的情况下进行测量。上一页下一页返回模块五兆欧表测量前必须对被测设备进行清洁处理，以防止灰尘、油腻等因素对测量结果的影响。测量前，应将兆欧表放置在平稳的地方，有水平调节的兆欧表应调整好表本身的水平位置，这样可以避免摇动发电机手柄时因表身摇动而影响读数。测量前，应对兆欧表进行检查，先将L和E两个端扭开路，摇动手柄，使发电机转速达到额定值，此时指针应在“∞”处;然后把L和E两个端扭短接，缓慢摇动手柄，指针应指在“0刻度处。若经上述检查，指针不能指“∞”或“0”刻度，则说明该表有故障，需进行检修后才能使用。上一页下一页返回模块五兆欧表(三)兆欧表的连接兆欧表上有三个接线柱，分别为L(线路),E(接地)和G(屏蔽)。1.进行一般测量时将被测绝缘电阻接到L和E两个接线端钮上，例如三相电机绕组之间的绝缘电阻，如图5-4(a)所示接线;若被测对象为线路对地的绝缘电阻时，应将被测端接到L接线端钮，而E端钮接地，例如三相电机绕组对外壳的绝缘电阻，如图5-4(b)所示。上一页下一页返回模块五兆欧表2.当被测物表面的影响很显著而又不易除去时(如潮湿等)须接“屏蔽”进行测量。例如测量电缆芯线与外皮之间的绝缘电阻时，电缆表面因潮湿等因素而产生的漏电流会影响测量结果，因此应采用图5-5的接线方式。图中，漏电流经G端而不经过动圈流回发电机负极，故指针的偏转只反映芯线与绝缘层之间的内部绝缘电阻的大小，而不受表面漏电流的影响。接线时应选用单股导线分别单独连接L和E(或G)，不能用双股导线或绞线，否则测试导线间的绝缘电阻会影响测量结果。3.当测量电容的介质绝缘电阻时应按电容器耐压的高低选用兆欧表。接线时使L端与电容器正极相连接，E端与负极连接，不可反接，否则会使电容器击穿。在测量J圳也刀及J性电容器的介质绝缘电阻时，可不考虑这一点。上一页下一页返回模块五兆欧表(四）正确使用1.测量绝缘电阻时发电机的手柄应由慢渐快地摇动，若发现指针指零，则说明被测电气设备有短路现象，应停止摇动手柄;若指示正常，应使发电机转速稳定在规定的范围内(一般应使发电机转速达到120±24r/min)，切忌忽快忽慢而使指针摆动，加大误差。读数时，一般采用1分钟以后的读数为准，若遇电容较大的被测物时，可等指针稳定不变时再读数。2.测量设备绝缘电阻时还应记下测量时的环境温度、湿度、被测物的有关状况，以便对测量结果进行分析。上一页返回小锦囊兆欧表维护保养测量完毕后，当兆欧表没有停止转动或被测物没有放电以前，不可用手去触及被测物测量部分和进行拆线工作。特别是测试完大电容电气设备时，必须先将被测物对地短路放电后，再停止手柄的转动。这主要是防止电容器放电使兆欧表损坏。返回图5-1兆欧表返回图5-2磁电系比率表的基本结构返回图5-3兆欧表的测量线路返回1,2-动圈;F-发电机;Re、Rv一附加电阻;Rx一待测绝缘电阻表5-1部分国产兆欧表的规格返回表5-2兆欧表电压等级选择举例返回图5-4（a）遥测电机绝缘的接线示意图返回(a)遥测相间绝缘图5-4（b）遥测电机绝缘的接线示意图返回(b)遥测相对地（壳）绝缘图5-5测量电缆绝缘电阻的接线返回