機械與電氣安全實驗指導書

1、實驗名稱：絕緣電阻測定實驗目的了解絕緣電阻的測量原理，掌握用數(shù)字兆歐表測量電氣線路和設(shè)備絕緣電阻值的方法和步驟。判斷電氣線路和設(shè)備的絕緣指標是否滿足安全要求，避免事故的發(fā)生。實驗原理絕緣電阻是衡量絕緣性能優(yōu)劣的最基本的指標，通過絕緣電阻的測定，可以在一定程度上判定電氣線路或設(shè)備的絕緣水平，以防因絕緣電阻降低或損壞而造成漏電、短路、電擊等電氣事故。絕緣電阻通常用兆歐表測量。第一代和第二代的手搖式和電動式指針搖表測量精度低，誤差大，抗干擾能力差，人工計時，人工計算，使用不便。目前測量絕緣電阻大都采用第三代數(shù)字兆歐表。數(shù)字兆歐表由中大規(guī)模集成電路組成。工作原理為由機內(nèi)電池作為電源經(jīng)DC/DC變換產(chǎn)生

2、的直流高壓由E極出經(jīng)被測試品到達L極，從而產(chǎn)生一個從E到L極的電流，經(jīng)過I/V變換經(jīng)除法器完成運算直接將被測的絕緣電阻值由LCD顯示出來。數(shù)字兆歐表工作原理如圖1所示。圖2 電纜絕緣電阻測量圖1 數(shù)字兆歐表的工作原理框圖測量絕緣電阻時，線路“L”與被測物同大地絕緣的導電部分相接，接地“E”與被測物體外殼或接地部分相接，屏蔽“G”與被測物體保護遮蔽部分相接或其他不參與測量的部分相接，以消除表泄漏所引起的誤差。測量電纜芯線對外皮的絕緣電阻時，為消除芯線絕緣層表面漏電引起的誤差，還應在絕緣上包以錫箔，并使之與G端連接，如圖2所示。這樣就使得流經(jīng)絕緣表面的電流直接流經(jīng)G端構(gòu)成回路，所以，測得的絕緣電阻

3、只是電纜絕緣的體積電阻。絕緣電阻隨線路和設(shè)備的不同，其指標要求也不一樣。新裝和大修后的低壓線路和設(shè)備，要求絕緣電阻不低于0.5M；運行中的線路和設(shè)備，要求可降低為每伏工作電壓不小于1000；安全電壓下工作的設(shè)備同220V一樣，不得低于0.22M；在潮濕環(huán)境，要求可降低為每伏工作電壓500。攜帶式電氣設(shè)備的絕緣電阻不應低于2M。 實驗器材VC60B+數(shù)字兆歐表一臺。圖3所示VC60B+數(shù)字兆歐表，是采用低損耗高變比電感儲能式直流電壓變換器將9V電壓變換成250V/500V/1000V直流電壓。采用數(shù)字電橋進行電阻測量，用于絕緣電阻的測試，具有使用輕便，量程寬廣，背光顯示，測試鎖定，自動關(guān)機等功能

4、，還可以進行市電測量，性能穩(wěn)定，用于電機、電纜、機電設(shè)備、電信器材，電力設(shè)施等絕緣電阻檢測需要。14.電壓選擇開關(guān) 5.電阻量程選擇開關(guān) 6.自鎖式電源開關(guān)7.LED高壓提示 8.測試按鈕。9.LCD測量數(shù)據(jù)顯示10.型號11.被測線路插孔L 12.保護端插孔G 13.交流電壓測試輸入端14.被測對象地端插孔E圖3 VC60B+數(shù)字兆歐表由于兆歐表的測量電壓分為三檔，其電阻的測量范圍也隨之不同，具體測量范圍如表1所示。表1 兆歐表電阻測量范圍測試電壓250V500V1000V電阻量程“RANGE”鍵抬起0.1 M-20 M0.1 M-50 M0.1 M-100 M“RANGE”鍵按下20 M-

5、500 M50 M-1000 M100 M-2000 M20cm電線若干、絕緣黑膠帶、防水絕緣膠帶、醫(yī)用橡皮膏、恒溫干燥箱、蠟燭、水、燒杯。實驗步驟取三段電線，在其一端分別纏繞絕緣黑膠帶、防水絕緣膠帶和醫(yī)用橡皮膏，每種膠帶纏繞三層。測試三種膠帶的絕緣電阻，具體測量方法為：將電線的芯線與兆歐表的L端相連，將膠帶端與E端相連；按下電源開關(guān)，選擇“1000V”電壓；按下“RANGE”鍵，選擇較大電阻量程；按下“PUSH”鍵對絕緣電阻進行測量，當顯示值穩(wěn)定后，即可讀出測量值。讀值完畢后松開“PUSH”鍵。選擇合適的電壓量程和電阻量程，測量絕緣電阻，記錄測量結(jié)果。將三段電線的膠帶端蘸濕，再次測量各種膠帶

6、的絕緣電阻阻值，并記錄結(jié)果。將三段電線的膠帶端浸泡在水中，浸泡一段時間后取出，對各種膠帶的絕緣電阻進行測量，并記錄其結(jié)果。另取三段電線，在其一端再次纏繞三種膠帶各三層，然后將其置于酒精燈上進行烘烤，然后對膠帶端進行測量并記錄實驗結(jié)果。將兆歐表的L端與電氣設(shè)備相線相連，將E端與設(shè)備外殼相連，對其外殼的絕緣電阻進行測量。 實驗報告要求實驗目的實驗器材實驗方法實驗數(shù)據(jù)電氣線路絕緣電阻測試數(shù)據(jù)表 （M）材料絕緣黑膠帶防水絕緣膠帶醫(yī)用橡皮膏正常狀態(tài)蘸濕狀態(tài)浸泡狀態(tài)烘烤狀態(tài)（2）電氣設(shè)備絕緣電阻測試數(shù)據(jù)表 電器設(shè)備名稱絕緣電阻（M）分析討論 對測試結(jié)果進行分析討論，并判斷電氣線路和設(shè)備的絕緣指標是否滿足安

7、全要求。思考題影響電氣線路或設(shè)備絕緣電阻值的因素還有哪些？試分析造成不同時間測量阻值不同的原岡是什么？注意事項由于兆歐表在未選擇電壓量程時，依然會有高壓輸出，因此在測量前或接線調(diào)整中不要開啟電源。測試時不允許手持測試端（包括接線夾和裸露芯線），以保證讀數(shù)準確和人員安全。注意所選電壓量程和E端的對應關(guān)系，以免造成接線錯誤。在纏繞雙面膠紙時，注意不要將其白色貼紙取下。測試過程中嚴禁碰觸測試引線！測試物體為正常帶電體時，必須先斷開電源，然后測量，否則會危及人身設(shè)備安全！ E、L端子之間開啟高壓后有較高的直流電壓，在進行測量操作時人體各部分不可觸及。當表頭左上角顯示“”時表示電池電壓不足，應更換新電池

8、。測試完畢后要短路測試端人工放電！實驗名稱 用數(shù)位接地電阻計測接地電阻一、實驗目的學會使用TES-1700數(shù)位接地電阻計。了解接地電阻的測試原理，掌握測試方法。二、實驗原理影響接地電阻的因素很多，如接地樁的大?。ㄩL度、粗細）、形狀、數(shù)量、埋設(shè)深度、周圍地理環(huán)境（如平地、溝渠、坡地是不同的）、土壤濕度、質(zhì)地等，都可能對接地電阻有影響。各種接地裝置的接地電阻應當定期測量，以檢查其可靠性。交流工作接地的接地電阻不應大于4；保護接地的接地電阻不應大于4；防雷保護接地的接地電阻不應大于10。 接地電阻可用電流表電壓表法測量或接地電阻測量儀法測量?，F(xiàn)在大都采用接地電阻測量儀法。早期的接地電阻測量儀是電位差

9、計型接地電阻測量儀，它能產(chǎn)生交變的接地電流，不需外加電源，電流極和電壓極也是配套的，使用簡單，攜帶方便。目前主要使用數(shù)字接地電阻測量儀，它是在原來的基礎(chǔ)上，摒棄了傳統(tǒng)的人工手搖發(fā)電工作方式，采用先進的大規(guī)模集成電路，應用DC/AC變換技術(shù)將三端鈕、四端鈕測量方式合并為一種機型的新型接地電阻測量儀。工作原理為由機內(nèi)DC/AC變換器將直流變?yōu)榻涣鞯牡皖l恒流，經(jīng)過輔助接地極C和被測物E組成回路，被測物上產(chǎn)生交流壓降，經(jīng)輔助接地極P送入交流放大器放大，再經(jīng)過檢波送入表頭顯示。借助倍率開關(guān)，可得到三個不同的量限：02，020，0200。 測量接地電阻，均應將被測接地體與其他接地體分開，以保證測量的正確性

10、。測量接地電阻應盡可能把測量回路同電力網(wǎng)分開，以有利于測量的安全，也有利于消除雜散電流引起的誤差，還能防止將測量電壓反饋到與被測接地體連接的其他導體上而引起的事故。接地電阻值的大小與季節(jié)、天氣、土壤干濕程度等環(huán)境因素有關(guān)，并隨著上述諸因素的變化而有差異。一般來說，測量接地電阻適宜于天氣干燥進行，測出數(shù)值較準確、可靠。當測量電氣設(shè)備保護接地電阻時，一定要斷開與設(shè)備的連接，否則會影響測量的數(shù)值。在測量中常常發(fā)現(xiàn)有的接地線年久銹蝕嚴重，必須先用銼刀挫去鐵銹后，使導線接觸良好方可測量，否則會因接觸電阻很大而造成測量失真。測量時應注意測量位置，選取合適的測量點。選取的測量點不同，測得的結(jié)果是不同的，而且

11、有時候差別很大，這就要求在使用中要對測量點的選取加以注意。測量有時會遇到無處可夾的情況，在條件允許的情況下，可暫斷開原地線連線，臨時接入一段可夾持的跳線進行測量。地線上較大的回路電流對測量會造成干擾，導致測量結(jié)果不準確，甚至使測試不能進行。三、實驗器材本實驗測量儀器為TES-1700數(shù)位接地電阻計。其主要附件是3條測量引線和兩支測量電極。圖1 所示為TES-1700數(shù)位接地電阻計，TES-1700數(shù)位接地電阻計上有P，E，C三個測量插座。E端接于待測物體的接地電極，P端接于電壓輔助電極，C端接于電流輔助電極，當把旋鈕選擇到測量位置時，即可在待測物體和電流極之間構(gòu)成回路；然后在顯示器上讀取數(shù)值即

12、為待測物體的接地電阻值。LCD顯示測量值 測量按鈕 鎖定按鈕 最大值最小值鎖定按鈕 自動歸零按鈕 功能范圍選擇開關(guān) 貯物區(qū) 測量插座C 測量插座P 測量插座E圖1 TES-1700數(shù)位接地電阻計四、實驗步驟將輔助電極插入在離待測體合適的位置（之間距離大概為5-10米），輔助電極盡量成一直線，并離開建筑物、地下構(gòu)造物。將測試引線（E、P和C）連接到數(shù)位電阻計的正確位置，如圖2所示。圖2接地電阻測量線路圖將功能開關(guān)依需要選擇在40、400、4000之適當檔位。將測試引線（E、P和C）的夾子端接在一起，按下test按鈕，待LCD讀數(shù)穩(wěn)定后，按下“ZERO”按鍵作自動調(diào)零動作。再將測試引線E、P和C分

13、別接到電極El，Pl和Cl，由LCD)取接地電阻值。若顯示器LCD顯示“H”符號表示測試引線沒有接好，或是輔助電極接地電阻過高，可改變輔助電極位置，或在輔助電極位置澆水，以降低輔助電極接地電阻。有時間的同學可自行測試大地離散電壓，測試步驟為：將測試引線E、P連接在正確的位置；將功能開關(guān)轉(zhuǎn)至EARTH V位置；按下TEST鍵，由顯示器LCD讀取電壓值。五、實驗報告要求實驗目的實驗器材實驗方法實驗數(shù)據(jù)采用本方法測物體接地電阻，須測量三次然后取平均值，即：R=(R1+R2+R3)/3。接地電阻測試數(shù)據(jù)表測試地點測試時間溫度濕度測試項目接地電阻（M）測試次數(shù)123平均值測試結(jié)果 分析討論 對測試結(jié)果進行分析討論，并判斷接地電阻