绝缘电阻测试
技术应用文章
简介
绝缘电阻测试仪可以测试电机,变压器,
开关设备,电器的线圈或电缆的完整性。
测试方式取决于要测试的设备的类型和
测试的原因。例如:测试电缆,开关柜(低
电容设备)的时间依赖电容泄漏电流和吸
收的泄漏电流变得非常小,几乎瞬间变成
0。一个稳定的导体泄漏电流的流动在瞬
间出现(1分钟或更短时间),这为点读
数/瞬时电阻测试测试提供条件。(要获
得泄漏电流和电阻测试,参见以下章节。)
绝缘电阻,泄漏电流和预知维修测试。另
一方面,如果要测试的设备是很长的电
线,大的电机(高电容设备),发电机(高
电容设备)的时间依赖电流会持续数小
时。这些电流会引起仪表的读数不断变
化,得不到一个稳定准确的读数。读数趋
势可以解决这种状况,例如:步进电压测
试或介质吸收测试,电介质吸收检测。这
些检测不是取决于一个读数,而是取决于
多个读数。对于低电容设备,这样的测试
是浪费时间,是没有用的,因为时间依赖
电流会很快减少。使所有测试结果一样。
安装测试
测试电阻的最重要的原因是确保公
共和人身安全。测试断开开关的带电
设备(高压),接地与接地导线的高
压直流电压,这种测试可以避免一个
危及生命的短路或与地短路可能性。
设备新安装好之后通常要进行这种
检测。这种测试可以防止接线错误或
设备缺陷。这种测试可以确保高质量
的安装,防止电击或着火,使用户满
意。
维修检测
绝缘测试的第二大重要原因是确保
和延长电力设备或电机的使用寿命。
在使用过程中,电力设备在使用中受
灰尘,润滑油,温度,压力和振动的
影响,会造成绝缘故障。这会造成生
产损失或火灾。定期测试维修可以及
时发现劣化状况的有用信息,可以帮
助操作人员预知可能故障。及时维修
排除故障不仅使设备免受故障,也可
以延长设备的使用寿命。
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_1716315983031_0 绝缘电阻测试
测试准备
为了获得准确的绝缘电阻检测读数,
电工应仔细检查要测试的设备。以取
得最佳结果:
1. 装置或设备不是正在使用,并且
断开所有电线,开关,电容,电
刷,避雷针,和断路器。确保测
试不受通过开关和过流保护装置
的泄漏电流影响,导体的温度在
露点温度之上。如果不是这样,
绝缘层上会形成一层水汽。有时
绝缘层会吸收水汽。
3. 导体的表面不应有碳或别的在潮
湿的条件下会变成导体的物质。
4. 当测试低压设备时,外加电压不
要太高。电压太高会给绝缘材料造
成超过压力或使绝缘层损坏。
5. 要测试的设备要完全接地放电。
接地放电时间应是充电测试时间
的5倍。
6. 温度的影响应考虑。因为绝缘电
阻与温度成反比。
绝缘材料温度的变化会改变电阻大
小。建议测试要在标准传导温度20 °C
下进行。依据经验,当与20 °C的电阻
对比读数,20 °C以上温度每升高10°C
电阻加倍,温度每降低10°C电阻减半。
可以用非接触式红外测温仪检测导体
温度。
安全注意事项
注意安全是每个工作人员的责任,
工作中安全就在每个工作人员的手
中。仪表自身不能保证你的安全。
仪表和安全操作
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
是你安全操作
的最大保证。如下是一些你应遵守
的安全操作步骤:
y 尽可能在断电的情况下工作。
运用正确的断开和锁定程序。
如果不能断电或没有断电,假
如
电路
模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案
带电。
y 在带电电路工作,要使用保护
装置。
{ 使用绝缘工具。
{ 要穿防火服,戴安全眼睛
和绝缘手套。
{ 禁止戴手表或首饰。
{ 站在绝缘垫子上。
y 当在带电电路检测电压时,
{ 在
{ 如果可能,把仪表挂起或
放在某处。尽量避免把仪
表握在手里,这样尽量避
免电源瞬时突波对人体造
成的危险。
{ 采用3点测试方式,特别是
测试电路是否有电。首先,
测试一个已知带电电路;
然后测试一个目标电路;
最后,再测试一个带电电
路。用这种方法来检测你
使用的仪表是否正常工
作。
{ 把你的一只手放进口袋。
这样可以减少电路通过你
的胸腔和心脏形成一个闭
合电路。
y 当进行绝缘和电阻测试时:
{ 禁止把绝缘电阻测试仪连
接到带电导体或带电设
备,应遵循厂家的测试步
骤要求。
断开保险丝,开关或断路器,关掉
要测试的设备。
断开分支导线,接地线,接地导线,
和与要测试设备连接的所有其它设
备。
在检测之前和之后都要对导体的电
容进行放电。一些设备可能有自动
放电功能。
当断电时,检测流过保险丝,开关
和断路器的泄露电流。泄露电流会
引起不一致,错误的读数。
禁止在危险或爆炸的环境中使用绝
缘电阻测试仪,由于设备在绝缘破
坏的地方会出现电弧。
当连接测试引线时,要戴橡胶绝缘
手套。
3 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
绝缘电阻和泄露电流
在测试过程中,在按下测试仪开关时
会产生高压直流电,会有少量电流(微
安)流过导体和绝缘材料。电流的多
少取决于外加的电压,设备的电容,
总电阻和材料温度。对于固定电压,
电流越大,电阻越小(E=IR, R=E/I)。
总电阻等于导体内部电阻(阻值小)
之和加上绝缘电阻的兆欧。
绝缘电阻测试仪显示3个支流的绝
缘电阻值。
泄露电流 (IL)
通过绝缘体,导体或地线的电流很
少(微安)。如果绝缘劣化会出现
电流增加或吸收电流消失后有电流
增加。(参见:图1)由于它相当稳
定,对于测试绝缘电阻来说,这是
最重要的电流。
电容充电泄露电流(IC)
当电缆管道中有两条或更多电线
时,它们就像一个电容。由于电容
效应,泄漏电流会流过导体绝缘
层。电流只持续几秒钟,当完全达
到测试电压时外加直流电压消失。
对于低电容设备,电容电流高于导
体泄漏电流。通常在我们开始查看
和
记录
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数据时消失。因为这种情
况,在记录之前,要让数据保持。
另一方面,当检测高电容设备时,
电容充电泄漏电流会持续很长时
间。
极化吸收电泄露电流(IC)
绝缘材料中的极化的分子会产生
吸收电流。对于低电容的设备,电
流在开始的几秒钟大,然后慢慢减
少到接近0.。当测试高电容设备,
湿的或电阻破坏的设备吸收电流
会持续很长时间不减少。
绝缘
电阻
兆欧
总电流
电流
以 μA为单
位
时间单位
以秒为单位
图1.电流
电介质电阻
导体
图2.导体泄漏电流 (IL)
电介质电阻
导体
图3.电容充电泄露电流(IC )
4 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
电阻测试
安装测试
电工或工程师进行安装测试以确
保设备安装正确,和导线连接正确
时,安装测试是简单,快速地测试
绝缘情况。它不作为诊断数据,测
试电压比预知维修电压要高得多。
有时把安装测试叫做“正常或不正
常”测试。因为它测试电线连线系
统是否有故障,设备安装是否正
确,不合格或污物。如果在测试过
程中没有故障出现,就可以确认设
备安装正确。
选择测试电压
安装测试可以在各种类型电容设
备上进行。通常用500-5000V之间
的单额定电压进行测试。测试时间
是1分钟左右。通常用高于工作电
压的外加电压进行测试,这样可以
看出绝缘劣化问题。对于新设备,
要用厂家测试电压的60%-80%。
(高于额定电压,要依据电缆厂
家规定),如果你不知道厂家测
试电压,就用电线额定电压的2
倍再加上1000V进行测试。额定
电压是导体能够长时间承受的最
大电压值。通常导体上印有额定
电压。对于单相,两相或三相设
备,电缆相间都有额定。
前面提到的测试方法仅用于测试
小型的或新的设备,由于它们。
对于大型的或旧的设备或电线用
直流测试电压进行测试(参见:
表3)
用于测试转动设备的安装测试直
流测试电压(不是厂家测试电压)
在下面表1中列出:
安装测试步骤
用以下步骤进行安装绝缘测试:
y 用万用表或兆欧表进行测试,确
定测试的电路没有电。
y 选择合适测试电压。
y 用黑色地线头连接测试仪的接
线头,把测试探头地线或连接另
一导线。有时,把测试的所有导
体接地。弹簧夹会使测试更简便
且准确。
y 用红色火线连接测试仪的电压、
电阻终端,把测试探头与测试导
体连接。
y 按下测试开关进行测试。
旋转设备直流测试电压 计算公式
厂家交流电测试(仅作参考) 2×铭牌额定交流电压+1000V
最大直流安装测试电压 1.28×厂家交流电测试电压
最大直流电压 0.96×厂家交流电测试电压
表1.对于旋转设备的安装测试电压计算公式
金属导体
绝缘材料
图4. 测试导体
5 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
电压和电阻读数都显示在测试仪的显
示屏上。它只需要几秒钟时间来显示
读数。电阻越大越好。
y 测试每个导体接地电阻和连接电
线管中所有其它导体进行电阻测
试。记录测量数据,标明日期,
保存在安全的地方。
y 如果一些导体测试结果不正常,
要查出问题或更换导线。水汽,
水或灰尘都会使电阻降低。
预知维修测试
维修测试可以提供关于导体,发电机,
变压器和电机的现在或将来状况的重
要信息。进行有效维修测试的关键是
收集数据。检查收集的数据将有助于
故障查找与排除,可以减少意外故障
造成的停机。以下是最常见的外加直
流电测试电压和进行的维修测试的方
法:
由于电容和吸收电流的增加,应注意
绝缘电阻会有明显增加。由于温度和
湿度会影响读数,测试最好在露点温
度以上的标准温度20 °C左右下进行。
对于额定电压是1000V或低于1000V
的设备,绝缘读数应是 1 MΩ 或更
大。对于额定电压在1000V以上的设
备,电阻应每外加1000V电压就增加
到1.兆欧。通常,绝缘电阻应稍微低
于以前的记录。由于在使用中电阻逐
渐减小。
如图6所示。向下弧线是表示通常电阻
随时间而老化趋势。向下的陡弧线表
示绝缘故障或别的故障。
直流电测试电压 计算公式
相到相额定电压 DCt = 0.8165 x
Ep-p
相到地额定电压 DCt = 1.414 x Ep-p
表3.直流电测试电压计算公式
直流电测试 关于最大绝缘应力的
直流电测试电压
Ep-p - 相到相额定电压
Ep-n - 相到地额定电压
以前记录的值
以兆欧为单位
电阻
以兆欧为单位
时间单位
以秒为单位
图5 绝缘电阻测试
设备
交流电额定电压
(V)
直流电测试电压
(V)
0 – 100 100 – 250
440 – 560 500 – 1,000
2,300 1,000 or higher
4100或以上 1000V或更高
表2.维护维修测试设备额定电压
现场读数/瞬时电阻测试
在短时间的测试中,兆欧表直接与测
试设备连接。外加测试电压60秒左右。
为了在1分钟左右得到一个稳定的电
阻值读数,测试应只在低电容设备上
进行。连接步骤和安装测试的连接步
骤是一样的。用直流电压测试公式计
算外加电压。当测试良好设备时,
初步验收测
试
绝缘老化
重绕后
电阻
以兆欧为单位
绝缘失效
年
图 6 一定时间内的绝缘电阻
6 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
步进电压测试
不仅电压测试是测试在不同电压下的
电阻值。在每次测试中,外加同样长
时间电压,通常都是60秒钟左右。查
看记录的绝缘电阻值,通过逐步增加
电压,绝缘材料会暴露出电阻故障点,
如:小孔,损坏,或易断的地方。绝
缘良好的设备应能够承受过压应力。
在不同电压下测试,电阻值应基本上
一样。另一方面,特别在高压下,老
化,有裂缝或污染的绝缘材料会出现
电流的增加,造成绝缘电阻的降低。
测试与绝缘材料,设备电容和温度影
响无关。因为测试用时间较长,这种
测试是在点绝缘电阻测试不能确定的
情况下进行的。点电阻测试是测试随
时间推移电阻的变化(单一读数),
步进电阻测试是测试电阻随电压的变
化而变化的趋势。
电介质吸收和时间电阻测试
时间电阻测试与设备大小,温度无关。
它是把劣化的绝缘材料的吸收特性与
良好绝缘材料的吸收特性进行对比。
外加测试电压要超过10分钟。在测试
的第1分钟内每10秒钟记录一次数据,
以后,每一分钟记录一次数据。绘出
的曲线图可以判定绝缘状况。图上电
阻连续增加说明绝缘状况良好。一个
平的或向下的曲线说明有裂缝或污物
或绝缘劣化。
测试
250V电压
测试电压
500V电压
绝缘故障
方向
测试方式:1000V电压
下测试
时间单位
(以秒为单位)
图7. 步进电压测试
绝缘良好
电阻值
(以兆欧为单位)
电压
图8. 绝缘良好和绝缘劣化曲线对比
绝缘良好
电阻值
(以兆欧为
单位)
绝缘有裂缝
时间单位
(min)
图9.对于正常电阻曲线和劣化电阻曲线的电介质吸收测试
较差的绝缘
条件
电阻值
(以兆欧为
单位)
7 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
测定电阻状况的另一种方法是极化率
测试。这种方法对于发现使曲线展平
的水汽或油浸入非常有用。水汽或油
浸入会引起泄露电压,最终使线圈短
路。极化率是2个时间电阻的比率。 一
个在1分钟之后出现,另一个在10分钟
之后出现。如果绝缘良好,绝缘电阻
将开始减小,随电容泄漏电流和吸收
电流减少而电阻变大。用10分钟的测
试值除以1分钟的测试值就得出测试
结果。极化率低说明电阻有故障。在
测试时,短路极化率在1秒钟之内的电
介质吸收率是(60/30)。
测试发电机,变压器,电机和线
圈的连接
为了测试发电机,变压器,电机和线
圈的绝缘电阻,我们可以用前面提到
的预知维护维修测试。无论我们选择
点读数,步进电压或时间抗阻测试取
决于测试的原因,和获得数据的有效
性。当测试发电机,电机或变压器各
绕组或各相时,应按顺序分别测试,
同时,所有其它绕组应接地。这样各
相之间的电阻就可以测试。
测试旋转电机的温度
为了测试在不同温度条件下电枢和线
圈电阻,电器与电子工程师协会建议
用以下绝缘电阻计算公式:
表6. 对于交流电和直流电旋转电机
的绝缘电阻计算公式:
绝缘电阻状况 60/30(秒) 10/1(分)
(极化率)
危险 0 -1.0 0 - 1
不良 1.0 – 1.3 1 – 2
良好 1.3 – 1.6 2 – 4
非常好 1.6 或以上 4或以上
表4. 电介质吸收率
安装测试 点读数 步进测试
电压
电介质吸
收测试
极化率测
试
单个读数 y y
高压测试电压 y
定期测试 y y y y
多种测试电压 y
定时测试 y y
诊断信息 y y y y
表5. 不同绝缘电阻测试
在 在 40 °C时最小绝缘电阻
(以兆欧为单位)。
在 从图10获得绝缘电阻温度
系数
千伏 额定电机终端到终端电压,
以千伏为单位
对于三相中两相接地的设备,每
相电阻值除以2,结果可以与规
定的最小绝缘电阻比较。
线圈温度(以摄氏度为单位)
图10. 旋转电机的温度系数
绝
缘
电
阻
温
度
系
数
,
k t
8 福禄克教育合作计划 绝缘电阻测试
测设发电机和电机
测试定子线圈的电阻可以判定定
子线圈和各相是断开的。测量线圈
与线圈至接地电阻,当测试直流电
发电机或电机,电刷应升起,这样
可以分别测试各相绕组电枢。下面
的表列出了不同电机额定电压的
最小电阻值。
变压器类型 60-Hertz
不同绕组
接地
Fluke 1520
兆欧表
图11 测试电机的绝缘电阻
美国福禄克公司
© 2007 福禄克公司。版权所有。
网址:http://www.fluke.com.cn
充油式变压器 1.5
充油式变压器 30.0
干式变压器或复合填充变压
器
30.0
表9. 在 20 °C时电流值
测试线圈和电缆安装
当测试线圈或电缆时,它们应从开关
和设备断开。线圈和电缆应相互测试
和各自接地测试(参见:图 4)。绝
缘电缆工程师协会提出计算最小绝缘
电阻值的如下公式:
表10. 电缆绝缘电阻测试
R - 每305米长电缆,电阻值以兆
欧为单位。基于直流电测试电
压500V, 温度15.6 °C,外加
电压1分钟。
K - 绝缘性能 例如:绝缘浸渍纸
-2640,涂漆麻布-2460,热塑
性聚乙烯- 5 0000,复合聚乙
烯- 3 0000
D - 对于单个线圈和电缆绝缘外
直径D = d + 2c + 2b
d - 导体直径
c - 导体绝缘层厚度
b - 电缆绝缘护套厚度
例如:300米 6号 A.W.G线,带有绝
缘厚度为 0.125的耐热天然橡胶绝缘
滞留导体应有 K = 10,560 和 Log10
(D/d) = 1厘米 。依据公式(R = K x
Log10 (D/d), R = 10,560 x 0.373 =
3,939 MΩ ,每 300米)在 16℃条件
下,每 300米的单个电缆的最小电阻
应是 3,939 MΩ.。
电机铭牌额定电
压
可接受的最小电阻
0-208 100,000 Ω
208-240 200,000 Ω
240-600 300,000 Ω
600-1000 1 MΩ
1000-2400 2 MΩ
2400-5000 3 MΩ
表7. 40 °C (104 °F) 时推荐的最小电阻
测试变压器
测试单相变压器时,测试绕组到绕
组、绕组到地,或者一次测试一个
绕组,而其它绕组接地。对于三相
变压器,将 E 替换为 (用于三角
形变压器)或(星形变压器),将
在测绕组的 kVA 替换为 kVA3
可用以下公式测定最小绝缘电阻。
电机铭牌额定电
压
可接受的最小电
阻
单相 R = C x E ÷ √kVA
三相星形连接 R = C x Ep-n ÷
√kVA
三相三角形连接 R = C x Ep-p ÷
√kVA
表 8. 变压器绝缘电阻公式
R - 每分钟 500 V 直流最小绝
缘电阻(兆欧姆)
C - 20 °C (68 °F) 测量(如下)
的常量
E - 绕组额定电压
KVA - 在测绕组的额定容量。用于
三相装置 kVA3Ø = √3 x
kVA1Ø