第四节
绝缘电阻测试方法及注意事项

一、测试方法

（1）根据被试电气设备及回路额定电压，选择合适的兆欧表。具体选择要求如表1-3所示。

（2）试验前应拆除被试设备电源及一切对外连线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电2min，以免触电。

（3）校验兆欧表指针是否指零或无穷大。

（4）用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时可先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面的影响。

（5）接好线，如用手摇式兆欧表时，应以恒定转速转动摇柄，兆欧表指针逐渐上升，待1min后读取其绝缘电阻值。

（6）在测量吸收比时，为了在开始计算时间时就能在被试物上加上全部试验电压，应在兆欧表达到额定转速时再将表笔接于被试物，同时计算时间，分别读取15s和60s的读数。

（7）试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电。这样除可保证安全外，还可提高测试的准确性。

（8）记录被试设备铭牌、规范、所在位置及气象条件等。

二、注意事项

（1）对于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，一般不应测其绝缘电阻。在必须测量时，要采取必要措施才能进行，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。

（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I _xs （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δ _t ，则此时测得的绝缘电阻R'为

而实际的绝缘电阻R为

由式（1-9）和式（1-10）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 ；对60s而言，Δt为30%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 _15s =（1+0.14） ^0.5 =17%；对60s绝缘电阻相对误差ΔR _60s =（1+0.03） ^0.5 -1=1.5%。

由于R _60s 与R _15s 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，给测试结构分析带来困惑。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1-19示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1-19（b）可见，R _b2 与R _A 并联，R _b1 与R _V 并联。

当R _b2 →∞时，I ₂ =0，兆欧表指针偏转角为

当R _b2 为有限值时，可列出方程

联立式（1-12）、式（1-13）和式（1-14）可得

则

故

由式（1-16）可见，α'-α决定于 ，对确定的兆欧表，R _A 、R _V 为常数，对确定的被试品，可认为R _x 也不变。这样，α'-α仅取决于R _b2 ，R _b2 越大，则α'-α越小，即误差越小，R _b2 越小，则α'-α越大。所以为减小误差，应增大R _b2 ，即屏蔽环应装设在被试品的中、下部（即靠近E端子）。

表1-4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。

由表1-4可见，相对测量误差随R _b2 减小而增大，当R _x =1600MΩ而R _b2 =1MΩ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（1-15）中，若令R _b2 /R _A =K，则

所示 ， 。当K=20时， 。

对ZC-7型2500V兆欧表，R _A =3.6MΩ，若取R _b2 =72MΩ，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2500V兆欧表，其R _A =5.1MΩ，所以采用这类兆欧表进行测量时，若取R _b2 =100MΩ，则相对误差约为5%，即R _b2 ≥100MΩ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。

20世纪从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5～10MΩ，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1-5所示的一组实测结果。

表1-5列出了采用ZC-7型2500V兆欧表对几种被试品的测量结果。由表1-5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1-20所示的等值电路来分析。

由图1-20（a）可见，由于屏蔽环的作用，表壳的泄漏电流I _L 经R _dw →R _Hw →电源→E端子→地而构成回路，它不经过测量线圈L _A ，此时兆欧表指针的偏转角α只决定于I _V /I _A 。

当L与E端子对调时，如图1-20（b）所示，表壳的泄漏电流I′ _L 经L端子→L _A →R _A →电源→E端子→R′ _Ew →R′ _dw →地而构成回路，I' _L 将流过测量线圈L _A ，即使L _A 中多了一个I _{' L} ，这时兆欧表指针的偏转角α决定于I _V /（I _A +I′ _L ），由于电流线圈L _A 中流过的电流愈大，指针的偏转角愈小，所以按图1-20（b）接线测得的绝缘电阻较图1-20（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。

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1-6列出了对一根长20cm的环氧玻璃布绝缘管进行测量结果。

由表1-6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。

对上述的测量结果可用图1-21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1-21（b）可知，若连线绞接，则测量值R' _x 应为

由图1-21（c）可知，若连线绞接后又接地，则测量值R′ _x 应为

1）若R ₂ →∞，则R' _x =R _x ，R″ _x =R _x ，即连接线本身的绝缘电阻愈高愈好。

2）若R _x →∞，则R' _x =R， ，即连接线本身绝缘电阻愈低，绞接后测量结果误差愈大，绞接后又接地的测量值仅是R′ _x 的一半。

3）若R ₂ =R _x ，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1700MΩ；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50～80MΩ。再如，某厂测试3台S ₇ -400/10型变压器的绝缘电阻，其值均为150MΩ，而出厂试验报告上的绝缘电阻均为10 ⁴ MΩ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，由于电磁场于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400A/m时，误差为±0.2%；外界磁场愈强，影响愈严重，误差愈大。例如，有一组苏联 型的自耦变压器，其绝缘电阻应为3300MΩ，但在强磁场下，用2500V兆欧表测得的绝缘电阻仅为600MΩ。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10 ⁴ MΩ以上，而投产及历年测得的绝缘电阻为3400MΩ左右，换用ZC-30型兆欧表测得其绝缘电阻为3300MΩ，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3300MΩ。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，将使被试品中流过于扰电流。带电设备电压愈高，距被试品愈近，干扰电流愈大，因而引起的误差也愈大。

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5000V或10000V的兆欧表进行测量。

3）采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1-22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1-22右侧接线所示，但不能将干扰完全消除掉。表1-7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，相差100～200MΩ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，苏州工业园区海沃科技有限公司生产的HVM-5000型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，其抗干扰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。

（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2500V的ZC-7型兆欧表测得的绝缘电阻是2100MΩ；而用ZC11-5型兆欧表测得的绝缘电阻却是1400MΩ。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（见图1-14）的影响。由于两只兆欧表的负载特性不同（见图1-23），负载电阻在500MΩ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。《规程》规定，测量变压器绕组绝缘电阻时，非被试绕组接地，如图1-24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，当套管的表面愈脏、湿度愈大，这种影响就愈大。

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1-25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。

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1-26所示。

比较图1-26（a）和图1-24可见，由于按图1-26（a）测量消除了套管表面泄漏电流的影响，所以由此图测得的绝缘电阻值应大于由图1-24得到的测量值。

比较图1-26（b）与图1-25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1-25测量可以消除高低压套管表面泄漏电流的影响，而按图1-26（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1-26（b）的测量结果将小于图1-25的测量结果。因此，比较应在相同的接线下进行。表1-8列出了不同接线下的测量结果。

（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SFSZ7-31500/110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指到10 ⁴ MΩ/以上，与历年数据相比较，绝缘电阻由3000MΩ增大到10 ⁴ MΩ。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。 UUncyMHf7mUa3fOU8ORxaPcRJc+HPiEV7QXvYunpIO0jTI/PMKpsx9zyPimw2W8S