3.4.1　指針式兆歐表

3.4.1.1　主要結構

指針式兆歐表的實物圖如圖3-41（a）所示，它主要由以下三個部分組成。

（1）手搖直流發電機M

手搖直流發電機（或交流發電機加整流器——硅整流發電機）的作用是提供一個便于攜帶的高電壓測量電源，手搖直流發電機產生的電壓常見的有500V、1000V、2500V、5000V等幾種。發電機的電壓值稱為兆歐表的電壓等級。

（2）磁電式比率表（計）

該表是測量兩個電流比值的儀表，與普通磁電式指針儀表結構不同，它不用游絲來產生反作用力矩，而是與轉動力矩一樣，由電磁力產生反作用力矩，在不使用時指針處于自由零位（指針可能停留在任何位置）。

（3）接線柱

指針式兆歐表的接線柱有以下三個：L——接線路，E——接地，G——接保護環（屏蔽）。

3.4.1.2　工作原理

圖3-41（b）為兆歐表的工作原理圖。M為手搖直流發電機，磁電式比率表的主要部分是一個磁鋼和兩個轉動線圈。轉動線圈內的圓柱形鐵芯上開有缺口，由磁鋼構成一個不均勻磁場，中間磁通密度較高，兩邊較低。兩個轉動線圈的繞向相反，彼此相交成固定的角度，連同指針都固接在同一轉軸上。轉動線圈的電流采用軟金屬絲引入。當有電流通過時，轉動線圈1產生轉動力矩，轉動線圈2產生反作用力矩，兩者轉向相反。

當被測電阻R_X未接入時，搖動發電機M產生供電電壓U，這時轉動線圈2有電流I₂通過，產生一個反時針方向的力矩M₂。在磁場的作用下，轉動線圈2停止在中性面上，兆歐表指針位于“∞”位置，被測電阻呈無限大。

當接入被測電阻R_X時，轉動線圈1在供電電壓U的作用下，有電流I₁通過，產生一個順時針方向的轉動力矩M₁，轉動線圈2產生反作用力矩M₂，在M₁的作用下指針將偏離“∞”點。當轉動力矩M₁與反作用力矩M₂相等時，指針即停止在某一刻度上，指示出被測電阻的數值。

指針所指的位置與被測電阻的大小有關，R_X越小，I₁越大，轉動力矩M₁也越大，指針偏離“∞”點越遠；當R_X=0時，I₁最大，轉動力矩M₁也最大，這時指針所處位置即是兆歐表的“0”刻度；當被測電阻R_X的數值改變時，I₁與I₂的比值將隨著改變，M₁與M₂力矩相互平衡的位置也相應地改變。由此可見，兆歐表指針偏轉到不同的位置，指示出被測電阻R_X不同的數值。

從以上兆歐表的工作過程看，儀表指針的偏轉角取決于兩個轉動線圈的電流比率。發電機提供的電壓是不穩定的，它與手搖速度的快慢有關。當供電電壓變化時，I₁和I₂都會發生相應的變化時，但I₁與I₂的比值不變。由此可見，當手搖發電機的轉速稍有變化時，也不致引起測量誤差。

3.4.1.3　兆歐表的選用

測量前應正確選用兆歐表，兆歐表的額定電壓應該與被測電氣設備的額定電壓相適應，額定電壓500V及以下的電氣設備一般選用500～1000V的兆歐表，500V以上的電氣設備選用2500V兆歐表，高壓設備選用2500～5000V兆歐表。

兆歐表測量范圍的選擇主要考慮兩點：①測量低壓電氣設備的絕緣電阻時可選用0～200MΩ的兆歐表，測量高壓電氣設備或電纜時可選用0～2000MΩ兆歐表；②有些兆歐表起始刻度不為零，而是1MΩ或2MΩ，這種儀表不宜用來測量處于潮濕環境中低壓電氣設備的絕緣電阻，因其絕緣電阻可能小于1MΩ，造成儀表無法讀數或讀數不準。

3.4.1.4　試驗接線

①擺平兆歐表。在使用兆歐表前，必須選擇一個平坦堅硬的地面，將其擺平，不僅有利于手搖發電機，而且不會因放置地點不平而引起測量誤差。

②開路試驗。檢驗兆歐表在不連接任何被測物而空搖時，其指針是否指向“∞”（無窮大）。如果在試驗時指針能指向“∞”，證明兆歐表是好的，否則要進行檢查校正。

③短路試驗。檢驗儀表本身（附連接引線）在引線短路的情況下，表盤上的指針是否能指向“0”，如果能指向“0”，證明兆歐表是好的，否則要進行檢查校正。

④切斷電源。凡是在被測線路、器材或設備上原來附連有電源的，必須在測量之前把電源切斷，并且要進行一次放電試驗。

⑤連接測量引線。兆歐表有三個接線柱：線路（L）、接地（E）、屏蔽（G）。根據不同測量對象，做相應接線，如圖3-42所示。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，應將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，以消除導線絕緣層表面漏電所引起的誤差。

⑥兆歐表接線柱上引出線應用多股軟線，且要有良好的絕緣，各引線切忌絞在一起，以免引線間絕緣層破壞產生絕緣不良而引起測量誤差。

3.4.1.5　測量讀數

①搖轉兆歐表發電機搖柄。被測線路已經妥善連接并檢查無誤后，順時針方向搖轉兆歐表發電機的搖柄，使發電機轉子轉動，搖柄的轉速應由慢而逐漸加快，待調速器發生滑動后，應該保持轉速（120r/min）均勻平穩。

②刻度盤讀數。待發電機的搖柄轉速穩定后，表盤上的指針也隨之穩定下來，指向某一刻度數值。此時，指針在刻度線上指示出來的刻度數值就是所要測量的絕緣電阻數值。讀數時，兩眼視線必須由上而下垂直對正指針觀察。

3.4.1.6　注意事項

①搖動兆歐表搖柄時，E、L兩接線柱都有相當高的直流電壓，使用過程中要避免手碰到接線柱上。

②開始用兆歐表測試時，由于電壓不能立即達到額定值，所以有時在短時間內很可能沒有讀數，這時應繼續搖發電機，一般約30s，就會得到穩定的讀數。

③從理論角度分析，兆歐表讀數不受手搖速度變化的影響，但如果手搖發電機的轉速與規定值（120r/min）相差太大，則會產生測量誤差。一般說來，手搖速度允許在±20%的范圍內，即90～140r/min之間變動。

④為了保證安全，不可在設備帶電的情況下測量其絕緣電阻。對電路中有電容的高壓設備，在停電后還必須對其進行充分放電，然后才可測量。用兆歐表測量過的電氣設備，也要及時進行放電。在兆歐表的搖把未停止轉動和被測設備未放電前，不可用手去觸及被測設備的測量部分或進行拆除導線，以防觸電。

⑤兆歐表要輕拿輕放，避免受到劇烈和長期的振動與翻轉。

⑥在使用過程中，如果兆歐表的指針已指向“0”位置，不要再用力搖轉發電機搖柄，以免損壞其內部線圈。