3.5　兆歐表

兆歐表是一種測量絕緣電阻的儀表，由于這種儀表的阻值單位通常為兆歐（MΩ），所以常稱作兆歐表。兆歐表主要用來測量電氣設備和電氣電路的絕緣電阻。兆歐表可以測量絕緣導線的絕緣電阻，判斷電氣設備是否漏電等。有些萬用表也可以測量兆歐級的電阻，但萬用表本身提供的電壓低，無法測量高壓下電氣設備的絕緣電阻，如有些設備在低壓下絕緣電阻很大，但電壓升高，絕緣電阻很小，漏電很嚴重，容易造成觸電事故。

根據工作和顯示方式不同，兆歐表通常可分作三類：搖表、指針式兆歐表和數字式兆歐表。

3.5.1　搖表的工作原理與使用

1．實物外形　 D01 搖表（兆歐表）介紹

圖3-39為搖表的實物外形。

2．工作原理

搖表主要由磁電式比率計、手搖發電機和測量電路組成，其工作原理示意圖如圖3-40所示。

在使用搖表測量時，將被測電阻按圖示的方法接好，然后搖動手搖發電機，發電機產生幾百至幾千伏的高壓，并從“+”端輸出電流，電流分作I1、I2兩路，I1經線圈1、R1回到發電機的“?”端，I2經線圈2、被測電阻Rx回到發電機的“?”端。

線圈1、線圈2、表針和磁鐵組成磁電式比率計。當線圈1流過電流時，會產生磁場，線圈產生的磁場與磁鐵的磁場相互作用，線圈1逆時針旋轉，帶動表針往左擺動指向∞處；當線圈2流過電流時，表針會往右擺動指向0。當線圈1、2都有電流流過時（兩線圈參數相同），若I1=I2，即R1=Rx時，表針指在中間；若I1＞I2，即R1＜Rx時，表針偏左，指示Rx的阻值大；若I1＜I2，即R1＞Rx時，表針偏右，指示Rx的阻值小。

在搖動發電機時，由于搖動時很難保證發電機勻速轉動，所以發電機輸出的電壓和流出的電流是不穩定的，但因為流過兩線圈的電流同時變化，如發電機輸出電流小時，流過兩線圈的電流都會變小，它們受力的比例仍保持不變，故不會影響測量結果。另外，由于發電機會發出幾百至幾千伏的高壓，它經線圈加到被測物兩端，這樣測量能真實反映被測物在高壓下的絕緣電阻大小。

3．使用方法　 D02 搖表（兆歐表）使用前的開路和短路測試

（1）使用前的準備工作

搖表在使用前，要做好以下準備工作。

接測量線。搖表有三個接線端：L端（LINE：電路測試端）、E端（EARTH：接地端）和G端（GUARD：防護屏蔽端）。如圖3-41所示，在使用前將兩根測試線分別接在搖表的這兩個接線端上。一般情況下，只需給L端和E端接測試線，G端一般情況下不用。

進行開路實驗。讓L端、E端之間開路，然后轉動搖表的搖柄，使轉速達到額定轉速（120r/min左右），這時表針應指在“∞”處，如圖3-42（a）所示。若不能指到該位置，則說明搖表有故障。

進行短路實驗。將L端、E端測量線短接，再轉動搖表的搖柄，使轉速達到額定轉速，這時表針應指在“0”處，如圖3-42（b）所示。

若開路和短路實驗都正常，就可以開始用搖表進行測量了。

（2）使用方法

使用搖表測量電氣設備絕緣電阻，一般按以下步驟進行。

①根據被測物額定電壓大小來選擇相應額定電壓的搖表。搖表在測量時，內部發電機會產生電壓，但并不是所有的搖表產生的電壓都相同，如ZC25-3型搖表產生500V電壓，而ZC25-4型搖表能產生1000V電壓。選擇搖表時，要注意其額定電壓要較待測電氣設備的額定電壓高，如額定電壓為380V及以下的被測物，可選用額定電壓為500V的搖表來測量。有關搖表的額定電壓大小，可查看搖表上的標注或說明書。一些不同額定電壓下的被測物及選用的搖表見表3-1。

②測量并讀數。在測量時，切斷被測物的電源，將L端與被測物的導體部分連接，E端與被測物的外殼或其他與之絕緣的導體連接，然后轉動搖表的搖柄，讓轉速保持在120r/min左右（允許有20%的轉速誤差），待表針穩定后進行讀數。

（3）使用舉例　D03用搖表（兆歐表）檢測變壓器的絕緣電阻

下面舉幾個例子來說明搖表的使用。

①測量電網線間的絕緣電阻。測量示意圖如圖3-43所示。測量時，先切斷220V市電，并斷開所有的用電設備的開關，再將搖表的L端和E端測量線分別插入插座的兩個插孔，然后搖動搖柄查看表針所指數值。圖中表針指在400處，說明電源插座兩插孔之間的絕緣電阻為400MΩ。

如果測得電源插座兩插孔之間的絕緣電阻很小，如零點幾兆歐，則有可能是插座兩個插孔之間絕緣性能不好，也可能是兩根電網線間絕緣變差，還有可能是用電設備的開關或插座絕緣不好。

②測量用電設備外殼與電路間的絕緣電阻。這里以測量洗衣機外殼與電路間的絕緣電阻為例來說明（冰箱、空調等設備的測量方法與之相同）。測量洗衣機外殼與電路間的絕緣電阻示意圖如圖3-44所示。

測量時，拔出洗衣機的電源插頭，將搖表的L端測量線接電源插頭，E端測量線接洗衣機外殼，這樣測量的是洗衣機的電氣電路與外殼之間的絕緣電阻。正常情況下這個阻值應很大，如果測得該阻值小，則說明內部電氣電路與外殼之間存在著較大的漏電電流，人接觸外殼時會觸電，因此要重點檢查電氣電路與外殼漏電的原因。

③測量電纜的絕緣電阻。用搖表測量電纜的絕緣電阻示意圖如圖3-45所示。

圖中的電纜有三部分：電纜金屬芯線、內絕緣層和電纜外皮。測量這種多層電纜時一般要用到搖表的G端。在測量時，分別各用一根金屬線在電纜外皮和內絕緣層上繞幾圈（這樣測量時可使搖表的測量線與外皮、內絕緣層接觸更充分），再將E端測量線接電纜外皮纏繞的金屬線，將G端測量線接內絕緣層纏繞的金屬線，L端則接電纜金屬芯線。這樣連接好后，搖動搖柄即可測量電纜的絕緣電阻。將內絕緣層與G端相連，目的是讓內絕緣層上的漏電電流直接流入G端，而不會流入E端，避免了漏電電流影響測量值。

4．使用注意事項

在使用搖表測量時，要注意以下事項。

①正確選用適當額定電壓的搖表。選用額定電壓過高的搖表測量易擊穿被測物，選用額定電壓低的搖表測量則不能反映被測物的真實絕緣電阻。

②在測量電氣設備時，一定要切斷設備的電源。切斷電源后要等待一定的時間再測量，目的是讓電氣設備放完殘存的電。

③在測量時，搖表的測量線不能繞在一起。這樣做的目的是避免測量線之間的絕緣電阻影響被測物。

④在測量時，順時針由慢到快搖動手柄，直至轉速達120r/min，一般在1min后讀數（讀數時仍要搖動搖柄）。

⑤在搖動搖柄時，手不可接觸測量線裸露部位和被測物，以免觸電。

⑥被測物表面應擦拭干凈，不得有污物，以免造成測量數據不準確。

3.5.2　數字式兆歐表的使用

數字式兆歐表是以數字的形式直觀顯示被測絕緣電阻的大小，它與指針式兆歐表一樣，測試高壓都是由內部升壓電路產生的。

1．實物外形

如圖3-46為幾種常見的數字式兆歐表。

2．使用方法

數字式兆歐表種類有很多，使用方法基本相同，下面以VC60B型數字式兆歐表為例來說明。

VC60B型數字式兆歐表是一種使用輕便、量程廣、性能穩定，并且能自動關機的測量儀器。這種儀表內部采用電壓變換器，可以將9V的直流電壓變換成250V/500V/1000V的直流電壓，因此可以測量多種不同額定電壓下的電氣設備的絕緣電阻。

VC60B型數字式兆歐表的面板如圖3-47所示。

（1）測量前的準備工作

在測量前，需要先做好以下準備工作。

①安裝9V電池。

②安插測量線。VC60B型數字式兆歐表有四個測量線插孔：L端（電路測試端）、G端（防護或屏蔽端）、E2端（第2接地端）和E1端（第1接地端）。先在L端和G端各安插一條測量線（一般情況下G端可不安插測量線），另一條測量線可根據儀表的測量電壓來選擇安插在E2端或E1端，當測量電壓為250V或500V時，測量線應安插在E2端，當測量電壓為1000V時，則應安插在E1端。

（2）測量過程

VC60B型數字式兆歐表的一般測量步驟如下。

①按下“POWER”（電源）開關。

②選擇測試電壓。根據被測物的額定電壓，按下1000V、500V或250V中的某一個開關來選擇測試電壓，如被測物用在380V電壓中，可按下500V開關，顯示器左下角將會顯示“500V”字樣，這時儀表會輸出500V的測試電壓。

③選擇量程范圍。操作“RANGE”（量程選擇）開關，可以選擇不同的阻值測量范圍，在不同的測試電壓下，操作“RANGE”開關選擇的測量范圍會不同，具體見表3-2。如測試電壓為500V，按下“RANGE”開關時，儀表可測量50～1000MΩ范圍內的絕緣電阻；“RANGE”開關處于彈起狀態時，可測量0.1～50MΩ范圍內的絕緣電阻。

④ 將儀表的L端、E2端或E1端測量線的探針與被測物連接。

⑤ 按下“PUSH”鍵進行測量。測量過程中，不要松開“PUSH”鍵，此時顯示器的數值會有變化，待穩定后開始讀數。

⑥ 讀數。讀數時要注意，顯示器左下角為當前的測試電壓，中間為測量的阻值，右下角為阻值的單位。讀數完畢，松開“PUSH”鍵。

在測量時，如顯示器顯示“1”，則表示測量值超出量程，可換高量程擋（即按下“RANGE”開關）重新測量。