絕緣電阻與吸收比的測量

一、試驗的目的和意義

測量電氣設備的絕緣電阻與吸收比是檢查電氣設備絕緣狀況最簡便、最基本、最常用的試驗項目。電氣設備受到高壓、高溫、化學、機械振動以及其他因素的影響，絕緣體的絕緣性能將會出現劣化，甚至失去絕緣性能造成事故。為了保證電氣設備的正常運行和工作人員人身的安全，通過測量電氣設備的絕緣電阻和吸收比，發現電氣設備中影響絕緣的異物、受潮和臟污、絕緣油嚴重老化、絕緣介質擊穿和嚴重熱老化等缺陷，以便了解電氣設備的絕緣狀況，及時對設備進行維護保養和檢修。

二、試驗原理

1、絕緣電阻

1）電氣設備的絕緣體（電介質）并非是完全不導電的，在一定的直流電壓作用下，絕緣體中總會有微弱的電流通過，根據電介質材料的性質和構成等不同，該電流可分為三部分，即電導電流（泄漏電流），電容電流和吸收電流。

2）上圖a為電氣設備絕緣介質在直流電壓作用下的電路圖。閉合開關S，記錄微安表在不同時刻的讀數，據此繪成上圖c中的i曲線。上圖b等效電路中，C1支路中的電流代表電容電流i1，r、C支路中的電流代表吸收電流i2，R支路中的電流代表電導電流i3，三個電流加起來i=i1+i2+i3就是在直流電壓作用下通過被試品的總電流i隨時間變化的曲線，通常稱為吸收曲線。

3）從該曲線中可以看出，隨著時間增加，電容電流i1和吸收電流i2趨近于零，最終i趨近于i3。絕緣電阻值則由原來的極小值隨著時間增加而相應增大，所以規程要求在加壓1min后讀取兆歐表測量值。正常情況下，泄漏電流i3很小且不隨時間變化，在絕緣體受潮、臟污或存在其他缺陷時，在直流電壓的作用下，泄漏電流會急劇增加，絕緣電阻相應減小。因此，通過測量絕緣電阻大小可以初步判斷電氣設備的絕緣狀況。

2、吸收比

1）當絕緣受潮或有缺陷時，電流的吸收現象不明顯，總電流隨時間下降較緩慢。因此，對于同一電氣設備可根據i15/i60的變化初步判斷設備絕緣狀況。在電氣設備的絕緣試驗中取加壓后15s的絕緣電阻R15，取加壓后60s的絕緣電阻R60，其比值R15/R60稱為吸收比。K=R15/R60。

2）測量K值的試驗叫做吸收比試驗，K的最小值為1，K值越大，電氣設備絕緣的耐電性越好；K值越小，表明設備的絕緣可能受潮或者存在裂紋等缺陷；受潮嚴重時吸收比可能接近于1。吸收比和溫度有關。

3、極化指數

1）大容量的變壓器、發電機、電纜等電氣設備，吸收電流衰減得很慢，在1min時測量的的絕緣電阻仍會受吸收電流的影響，吸收比不足以反映絕緣介質的電流吸收全過程，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，即10min和

1min時的絕緣電阻比值，K2=R1min/R10min，K2稱為絕緣的極化指數。

2）極化指數測量加壓時間較長，測定的比值與溫度無關。被試品受潮或處于污染狀態時，不隨時間變化的泄漏電流所占比例較大，所以K2接近于1；絕緣體處于干燥狀態時，K2較大。變壓器的極化指數一般大于1.5，絕緣較好時可達到3～4。

三、兆歐表的選用

1、兆歐表的選擇

兆歐表的額定電壓應根據被測電氣設備的額定電壓來選擇。

1）100V以下的電氣設備或回路，選用250V，50MΩ及以上兆歐表；

2）500V以下至100V的電氣設備或回路，選用500V，100MΩ及以上兆歐表；

3）3kV以下至500V的電氣設備或回路，選用1000V，2000MΩ及以上兆歐表；

4）10kV以下至3kV的電氣設備或回路，選用2500V，10000MΩ及以上兆歐表；

5）10kV及以上的電氣設備或回路，選用2500V或5000V，10000MΩ及以上兆歐表；

6）用于極化指數測量時，兆歐表短路電流不應低于2mA。

2、兆歐表的檢查

將兆歐表水平且平穩放置，檢查指針偏轉情況：

1）對于手搖式兆歐表，將E、L兩端開路，以約120r/min的轉速搖動手柄，觀察指針是否指到“∝”處；然后將E、L兩端短接，緩慢搖動手柄，觀察指針是否指到“0”處。

2）對于數字式兆歐表，首先選擇需要輸出的電壓，然后將E、L兩端開路，點擊面板啟動按鈕，觀察是否顯示“1”；然后將E、L兩端短接，點擊面板啟動按鈕，觀察指針是否顯示“0”。

四、絕緣電阻的測量

1 、將兆歐表放置平穩牢固，被測物表面擦拭干凈。

2 、兆歐表有三個接線柱：線路L、接地E、屏蔽G。根據不同的測量對象做相應接線。

1）測量線路對地絕緣電阻時，E接地，L接被測線路。

2）測量電機或設備絕緣電阻時，E接電機或設備外殼，L接被測繞組的一端。

3）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分別接在被測的兩相繞組上。

4）測量電纜絕緣電阻時，E接電纜外表皮上，G接芯線外絕緣層上，L接芯線。

3 、對于手搖式兆歐表，由快到慢搖動手柄，直到轉速達120r/min左右，保持手柄的轉速均勻穩定，一般轉動1min，待指針穩定后讀數；對于數字式兆歐表，按下啟動按鈕自動升壓至數字穩定后讀數。

4 、測量完畢，應首先將L線與被測物分離，然后再讓兆歐表停止電壓輸出，避免被測物的反電動勢作用損壞兆歐表，最后對被測物接地進行充分放電。

五、測試絕緣電阻的注意事項

1 、不能在被測設備帶電的情況下測量。測量前必須將被測設備切斷電源和負載，并進行充分放電；已用兆歐表測量過的設備如需再次測量，也必須先接地放電，以免殘余電荷損壞儀表和危及人身安全。

2 、被測設備中如有半導體器件，測量前應先將其插件板拆去。

3 、使用兆歐表測量絕緣電阻時，要遠離大電流導體和外磁場。

4 、注意感應電壓的影響。同桿雙回架空線或雙母線，當一路帶電時，不得測量另一回路的絕緣電阻，以防感應高壓損壞實驗設備和危及人身安全；對于平行線路，也應注意其感應電壓，一般不應測其絕緣電阻。

5 、與被測設備的連接導線應用兆歐表的專用測量線或選用絕緣強度高的兩根單芯多股軟線，兩根測量導線切忌絞在一起，以免影響測量準確度。

6 、測量過程中，如果指針指向“0”位，表示被測設備短路，應立即停止測量。

7 、測量過程中不得觸及設備的測量部分，以防被電擊。

8 、測量電容性設備的絕緣電阻時，測量完畢后應對設備進行充分放電，一般放電時間在5min以上。

9 、將所測得的絕緣電阻換算至同一溫度，并與出廠、交接、歷年、大修和耐壓前后的數值進行比較，同型設備間相互比較，同一設備間相互比較，應無明顯差別。

六、影響試驗結果的因素

1、溫度

溫度升高時，絕緣介質極化加劇，絕緣介質內部的水分及含有的雜質也呈擴散趨勢，使電導增加，絕緣電阻變小。

2、濕度

濕度增大時，絕緣材料由于毛細管作用將吸收更多的水分使電導增加，降低了絕緣電阻，尤其對表面泄漏電流的影響更大。

3、表面臟污

被測設備的表面臟污會使其表面電阻率大大降低，同時臟污部分的吸潮能力更加顯著，致使絕緣電阻明顯下降。

4、剩余電荷

當剩余電荷的極性與兆歐表的極性相同時，會使測量結果虛假增大。相反，剩余電荷的極性與兆歐表的極性相反時，測得的絕緣電阻將比真實值偏小。被測設備容量較大時，剩余電荷對絕緣電阻的測量值影響較大。

5、感應電壓

在帶電環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的測量有很明顯的影響，感應電壓強烈時，可能會造成兆歐表的損壞，甚至危及人身安全，采取電場屏蔽等措施可以有效克服感應電壓的影響。

6、試驗設備容量

對于同一被測設備，兆歐表容量大的測量結果較準，而容量小的結果偏差較大?，F場試驗中盡量選用最大輸出電流1mA及以上的兆歐表。