电气设备绝缘电阻测量技术初探

孙立红

（大庆石油管理局有限公司技术监督中心，黑龙江 大庆 163000）

电气设备绝缘材料通常选用不导电的绝缘纤维制品、沥青、高分子材料等，但这些材料使用中也会受到外界电场的作用，具有电导和击穿等特性产生导电性。即绝缘材料拥有的绝缘性能是相对的，而非完全绝对，会将导电限制在一定范围。绝缘电阻是衡量绝缘材料导电性能的一项指标，在日常电气设备运行中，需做好绝缘电阻测量工作，规范操作已得到正确的绝缘电阻阻值，确保电气设备和操作人员安全。

1 影响电气设备绝缘电阻的因素

电气设备绝缘垫电阻是系统测试的重要组成部分，会受到不少因素影响，比如，温湿度变化和清洁度等，温度和湿度升高、清洁度差会降低绝缘电阻。绝缘电阻又分为良性绝缘电阻、有缺陷绝缘电阻，良性绝缘垫电阻在测试电压变化时，阻值不会产生显著变化，有缺陷绝缘电阻则有一定反应。通常在外界施加电压较低的情况下，没有达到缺陷游离点，产生的泄露电流较小，而施加超过游离点电压的情况下会快速加大泄露电流，降低绝缘电阻的阻值。

随着使用时间的延长，绝缘体的绝缘性能都会发生退化，其电阻减小。除了使用时间外，绝缘体退化还会受潮湿、灰尘和震动等因素影响。电气部件间以空气间隙作为绝缘体的情况下，随着灰尘、水分的不断形成，也会减少空气间隙电阻。受到物理损伤、接触到腐蚀性物质或者环境突变的情况下，会出现绝缘电阻突然降低现象。绝缘电阻的总值大小，与系统传导性泄露电流、电容性泄露电流两方面参数有关。

2 电气设备绝缘电阻测试环节

（1）设计测试环节。此环节测试主要是制造商测试新设计器件、外购器件、用于产品设计器件的测试，主要在实验室进行，以确定电气器件性能。

（2）生产测试环节。通过对产品进行生产测试，以确保经过实验室测试合格的器件，其在投入使用后仍可正常运行。由制造商进行该环节测试，确保产品满足相关标准，实现有效质量控制。

（3）验收测试环节。安装人员在完成安装后，系统正式投入使用前，需对其开展验收测试，其中绝缘电阻测试即为重要内容，检查是否存在设备和电缆损伤等，以及电气器件间距合理性，确保在运输、存储中产品未产生损坏。

（4）验证测试环节。通过验证测试保证设备投入后可安全运行，电路保持正常状态。一般该环节测试，主要是在电气设备投入使用一段较短时间后，在保质期前完成。

（5）预防性维护测试。很多工厂会在整体预防性维护中纳入设备的绝缘电阻和导线测试，衡量设备和电气系统状况中，导线绝缘层状况是重要指标。有效的预防性维护程序会在出现故障导致停工前检测到存在问题，并及时将故障消除。日常运行管理中，定期开展绝缘电阻测量，对于规避导线绝缘层故障有着积极意义。

（6）故障定位测试环节。在电气设备采用高指标、安装合理、规格正确的情况，即使开展了预防性维护测试，设备也会产生故障，因此，仍需进行故障定位测试。一般是由于故障电路中损坏零件引发故障的，如果设备、器件产生故障，需要通过测试绝缘电阻对故障实现定位。

3 测量电气设备绝缘电阻存在误区

3.1 使用万用表欧姆档测量

绝缘材料的基本作用是隔开不同电位导体，但其绝缘性能是相对的，一般只是其导电性能较差。在对绝缘材料施加电压下，其中会有较小电流通过，通常以μA（10-6A）作为计量单位，此电导电流为泄露电流，可以在绝缘材料施加直流电压来测量，对应电阻为绝缘电阻。直流电压、泄露电流与绝缘电阻大小符合欧姆定律，泄露电流大小则与绝缘材料自身性能和外加电压相关。

万用表欧姆档虽然可以用于电阻测量，但其内部工作电源电压较低，在测量电气设备绝缘电阻过程中，无法准确反映额定工作电压或者更高电压下电气设备的绝缘电阻，得不到真实的绝缘电阻值。

3.2 使用绝缘电阻表检测电气设备短路状况

电气设备绝缘性能与是否短路属于不同的概念，绝缘差不代表存在短路，短路状况则代表存在绝缘损伤或部分部件对电路产生短接故障。使用绝缘电阻表进行电气设备绝缘电阻测量，如果测量数值为零，并不能证明产生短路，此类型绝缘电阻表难以辨认100kΩ下数值，使用起始可渡为1MΩ、2MΩ的绝缘电阻表可读出的电阻值在100～200kΩ。因此，要了解短路状况，需使用万用表欧姆档测量。

3.3 忽略测量时间

电压作用下绝缘材料会产生泄露电流，绝缘电阻反映一定直流电压作用下，绝缘材料通过的泄露电流。在对大电容性电气设备测量中，绝缘电阻与加压时间也有很大关系，时间越长，电阻值越大。在对绝缘电阻施加直流电压一定时间后，极化过程完成存在电导过程，经过绝缘材料电流为泄露电力，对应电阻为绝缘电阻。需在结束极化过程后，才能测量到真实的绝缘电阻。

4 电气设备绝缘电阻测量技术与方法

4.1 绝缘抽查测试法

绝缘抽查测试是在电气设备寿命周期内，对绝缘状态进行验证的测试，定期会进行抽查测量，追踪绝缘性变化。在维修电气设备后，也需开展绝缘抽查测试，并在测试曲线图上做好记录。第一步，连接兆欧表，测量各绕组对地电阻，图表上记录好读数。第二，对绕组放电。第三，每六个月进行一次第一和第二步骤，最后通过分析测试图表，对绝缘状态做出判断。如果在绝缘抽查测试分析中，电气设备投入使用时绝缘状态、绝缘受老化等因素影响、绝缘时发生故障等各方面示值低于可接受最低电阻值，则在测试曲线图中记录最小仪表示值。如果示值不能满足可接受最小电阻，则需对电气设备开展维修。

4.2 介质吸收测试法

介质吸收测试法是对潮湿或者污染的绝缘材料吸收特性进行绝缘电阻测试，测试周期为10min。第一步先连接兆欧表，测量各绕组导线对地电阻，各项示值高于可接受最小电阻时，将最小仪表示值记录在介质吸收测试图上，第1min时间内每10s进行一次示值记录，然后，每10min记录一次。第二步，对电气设备绕组放电。最后，依据图标确定绝缘状况。电阻值连续增长，代表其绝缘良好。而相对恒定的电阻，则一般为绝缘层存在潮湿、破裂等问题。示值不能满足可接受最小电阻情况下，要及时维修电气设备。设备绕组绝缘电阻之比即为极化指数，其计算可以通过10min测量值与1min测量值比值得到。衡量绝缘状态中，极化指数是重要指示，极化指示在1.5或以下说明存在严重的潮湿和污染问题。要注意不同绝缘等级，其最小可接受极化指数是不同的。

4.3 绝缘步进电压测试法

该测试方法使用中，会通过将内部绝缘材料电应力逐步加大的方式，测试在其他电气设备绝缘层测试中未发现老化、损伤等问题，一般在两种或两种以上电压下开展，比较测试结果完成测量，需在完成绝缘抽查测试后进行。首先，兆欧表要设置为500V，测量各绕组对地电阻。然后，仪表测试线需连接到最小示值绕组，并将仪表设置加大500V，60s之后记录示值。最后，对设备绕组放电，通过分析测试图分析绝缘状态。干燥度良好的绝缘层，其不同电压下绝缘电阻值基本一致。而出现退化的绝缘层，其测试电阻值在不同电压下会明显降低。

5 结语

本文介绍了几种电气设备绝缘电阻测量方法，在实际工作中，要注意规范使用测量技术，并注意消除被测设备附近干扰、兆欧表选择与连接等细节，不断提升电气设备使用中故障预防、排除能力，确保其稳定运行。