第四节　兆欧表

绝缘材料的好坏直接影响着电气设备能否正常工作。而绝缘材料会因发热、受潮、污染、机械损伤、老化等原因使其绝缘性能下降或受破坏，从而引起设备的短路、漏电等故障，所以必须定期检查绝缘材料的绝缘性能。衡量绝缘材料绝缘性能优劣的标志是，它在规定电压下的绝缘电阻值。该阻值一般在几十兆欧至几百兆欧之间。这是一般万用表高倍率欧姆挡所达不到的。而且万用表测量电压低，测出的阻值不能反映绝缘材料在高压状态下的绝缘性能。兆欧表则是专门用来测量大电阻的指示仪表，测量电阻时它所承受的测量电压，高达500V、1000V，以至2500V。

兆欧表同万用表一样也是一种便携式仪表。它的标度尺单位是兆欧，即“MΩ”。与万用表不同的是，为了得到较高的测量电压，一般由手摇发电机提供测量电源。表头则采用比率表结构，即其反作用力矩不是由游丝产生的，而是由电磁力产生的。普遍使用磁电系机构的兆欧表，即通常所说的“摇表”。

一、兆欧表的基本结构和测量原理

1.磁电系兆欧表的基本结构

磁电系兆欧表由磁电系比率表和手摇直流发电机组成。为了测量绝缘电阻，兆欧表需要一个输出电压较高，而且携带方便、使用较安全的测量电源，手摇直流发电机能满足这种要求。它虽体积小、容量小，但输出电压可高达数千伏。由于它是靠手摇发电，转速无法保持恒定，所以输出电压是不稳定的。若用普通磁电系测量机构来进行测量，显然是无法进行的，因而兆欧表采用的是一种特殊的磁电系机构——磁电系比率表。它的结构示意如图1-21所示。同普通磁电系测量机构不同，它没有游丝，而是有两个动圈，且动圈铁芯有缺口，使磁通分布不均匀。比率表的这些特殊结构使得它具有这样一个特点，测量机构确定后，它的指针偏转角α仅取决于两个动圈中电流的比值，而与测量电压的大小无关。

2.磁电系兆欧表的测量原理

兆欧表的原理电路如图1-22所示，图中一个圆上加有互相垂直且同水平成45°角的两条细实线，表示电压线圈动圈1和动圈2，虚线框内是兆欧表的内部电路，被测电阻Rj接在兆欧表的“线路”和“地线”端钮间。此外“线路”端钮的外圈还有一铜环（图中虚线圆），叫保护环或保护遮蔽环，它直接与发电机负极相连。动圈1和动圈2分处两个不同的串联支路中，动圈1、内附电阻RC和被测电阻Rj相串联构成一条支路；动圈2同内附电阻RU相串联构成另一条支路，两条支路并在手摇发电机两端，所以两条支路所承受的外加电压是相同的。

二、正确使用兆欧表

用兆欧表测量绝缘电阻，虽然比较简单，但若操作或接线不正确，不仅影响测量结果的准确性，还会危及人身安全，所以正确使用兆欧表至关重要。

1.兆欧表的选择

主要是选择其测量电压和测量范围。高压下工作的绝缘材料选用具有较高电压的兆欧表以保证测量值的可信度；低压工作的绝缘材料耐压较低，为了保证设备的安全，应选用测量电压较低的兆欧表。测量中，应尽量使指针指示在中间刻度较稀的部分，以免产生较大的误差。城市轨道交通信号设备测量一般选用测量电压为500V的兆欧表，因为信号设备工作电压不高，最高不会超过380V。

2.测量前准备

（1）测量前必须切断被测设备电源，并接地短路放电，决不允许用兆欧表测量带电设备的绝缘电阻，这样不仅测不到正确的结果，还可能危及人身和设备的安全，在被测设备上的电源被切断而未接地放电前，也不允许进行测量，因设备对地仍可能有电位差存在，特别是电容量很大的设备，存在的电位差可能很高。总之必须保证设备处于完全不带电状态方可进行测量。

（2）有可能感应出高电压的设备，在可能性未消除前，不可进行测量。

（3）被测物表面应擦干净。测量电气设备绝缘材料的绝缘电阻是为了了解绝缘材料本身的绝缘性能，而绝缘材料表面污染会使测量结果发生变化，使之不能反映绝缘材料的真正性能。

3.兆欧表使用前的准备

（1）位置选择

①应放在平稳的位置，以免摇动发电机手柄时，表身摇动影响读数。有水平调节的兆欧表，应先调整好水平位置。

②放置地点应注意远离大电流的导体和有外磁场的场合，以免影响读数。

（2）测量前对兆欧表本身的检查

①被测物接上前，摇动发电机手柄到规定转速，指针应指示在“∞”位置。若不在“∞”位置，有的兆欧表上有“∞”调节器，可把指针调到“∞”位置。

②短接“线路”“接地”两接线端钮，缓慢转动发电机手柄，看指针是否指在“0”位。若不满足以上检查，说明兆欧表已坏。

4.接线

（1）接线柱识别。一般兆欧表上有三个接线柱，“线”接线柱“L”、“地”接线柱“E”和“保护”接线柱“G”。测量时“线”接线柱接被测物同大地绝缘的导体部分；“地”接线柱接被测物外壳或其他导体部分。测量时“保护”接线柱与被测物上保护遮蔽环或其他不需测量的部分相接。

（2）被测物表面影响很显著而又不易去除时，须接“保护”线。在大多数情况下，擦干净被测物的表面就能够去除表面的不良情况，使得测量值接近绝缘物内部绝缘电阻的实际值，当然无需接“保护”线。但在特殊条件下，例如，空气太潮湿，绝缘材料表面受到侵蚀而不能擦干净等情况下，测出的绝缘电阻值可能很低，这时就需要判别是内部绝缘不好，还是表面漏电所影响，即要把表面与内部绝缘区分开。“保护”接线柱的作用即在此，它把表面漏电阻完全撇开。

（3）应该正确地分别将“线”接线柱及“地”接线柱用单根导线与被测物相连。特别要注意的是，测对地绝缘时，导体与“线”端钮间用的连接线一定要对大地绝缘良好，否则测出的是两对地绝缘电阻之并联值，而不是被测对地绝缘电阻值。另外，测量时如用双股线中两根线分别作“线”“地”连接线，测量结果也将是不可信的。

5.测量

（1）转动手摇发电机，使转速维持在规定范围内，切忌太快或太慢、忽快忽慢，以免加大误差（一般规定为120r/min，可以有±20％的变化，最多应不超过±25％）。

（2）绝缘电阻测量值随着测量时间的长短而不同，一般采用1min以后的读数为准，遇到容量特别大的被测物时，可等到指针稳定不动时再读数。

（3）测量时除记录绝缘电阻值外，必要时应记录对测量有影响的其他条件，如测量时的温度、气候，所用兆欧表的电压等级和测量范围及被测物状况等，以便进行结果分析。

（4）拆线

在兆欧表没有停止转动和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除导线的工作。在做完具有大电容设备的测量时，必须先将被测物对地短路放电，然后再停止兆欧表的转动。这主要是为防止电容器的放电而打坏兆欧表。

三、电动式兆欧表

为消除手摇发电机转速不均所引起的电压波动和减轻劳动强度，有的兆欧表不用手摇发电机，而由220V工频交流电经变压器升压后再整流得到直流电源，这就是电动式兆欧表。ZC13型兆欧表原理电路如图1-23所示。