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科普 | 绝缘电阻，能用万用表测量吗？--【赫兹电力】
发布时间：2024-01-31 16:25:37人气：
1、 绝缘电阻的内涵和测试原理
绝缘电阻是指电气设备的绝缘材料对电流的隔离能力，是设备安全要求测试中的一项重要指标，它可以判断绝缘体是否完整以及绝缘体表面是否被污染，可以发现设备受潮、绝缘劣化和绝缘击穿等缺陷。因此，在使用电气设备前，必须检测绝缘电阻是否符合要求。
绝缘电阻测试必须使用特殊的测试仪器来完成的，最常用的测试仪器就是摇表（兆欧表）、绝缘电阻测试仪和漏电流钳形表，本文就以摇表为例，介绍绝缘电阻的测试原理和方法。
常用的摇表由一个手摇发电机、表头和三个接线柱（即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端）组成，被测电阻Rx接在“L”与“E”端钮之间。与摇表表针相连的有两个线圈，一个同表内的附加电阻R2串联；另一个和被测电阻Rx串联，然后一起接到手摇发电机上。当手摇动发电机时，发电机两端产生较高的直流电压，线圈1和线圈2同时通电，在线圈1与被测电阻间有电流I1，在线圈2与表内附加电阻R2有电流I2，两种电流与磁场作用，产生相反的力矩，当I1电流最大（即被测电阻为0），指针指向刻度0。当I2电流最大（即开路状态），指针指向刻度无穷大∞。当I1、I2两个电流都不是最大时，表针就随着两个转矩的合成转矩的大小而偏转某一角度，这个偏转角度决定于两个电流的比值，因为附加电阻是不变的，所以电流值仅取决于待测电阻的大小。
由于摇表没有游丝，不能产生反作用力矩，所以摇表在不测试时可以停留在任意位置（即不定位），而不是回到零位，这跟其他指针式的仪表是有区别的。
2、万用表测测量电阻原理
数字万用表也称为复用表、多用表、三用表等，一般可以测量电压、电流和电阻。数字万用表的测量过程由转换电路将被测量转换成直流电压信号，再由模/数（A/D）转换器将电压模拟量转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。
数字万用表测量电压、电流和电阻功能都是通过转换电路部分实现的，而电流、电阻的测量都是基于电压的测量。在使用数字万用表测量电阻时，可以简化为一个恒流源加一个电压表的模型，恒流源产生的激励电流流过被测电阻，在被测电阻两端产生的伴随电压被数字万用表内部的电压表测量出来，由于数字万用表的激励电流是已知的，利用欧姆定律它就可以计算出被测电阻的大小，并显示在屏幕上。
数字万用表测量电阻一般包括两种模式：两线电阻和四线组，两种测量模式的原理都是基于上述恒流源和电压表的模型，只不过四线电阻测量消除了引线误差对两线电阻测量的影响，所以四线电阻测量精度更高。还有一种更精确的测量是“真欧姆电阻测量”，它是在四线电阻测量的基础上，消除了引线与被测电阻连接点的热电势，从而进一步提升电阻测量精度的方法。
顺带说一下，很多朋友喜欢拿蜂鸣档来判断线路通断或者设备好坏，实质上，蜂鸣档一般只用来判断线路电阻较大还是较小，一般以30-50Ω（不同万用表有差别）为分界点，电阻低于这个分界点，蜂鸣器就会响，并且电阻越小蜂鸣声越大；电阻高于这个分界点蜂鸣器就不响，所以当线路电阻大于分界点时，电阻到底是多少，用蜂鸣档是没办法分辨出来的。所以当我们需要用电阻大小分析判断线路是否正常时，建议采用电阻档测量具体电阻，而不是采用蜂鸣档听声音。
3、万用表不能测试绝缘电阻
既然数字万用表也可以测量电阻，那么能不能采用数字万用表测试绝缘电阻呢？
以终为始，让我们回到问题的根源，为什么要测试绝缘电阻呢？一是为了安全性，通过在断开的载流导线、接地导体和待接地导线中进行绝缘测试（敲黑板，大概率涉及高压），能够消除因为短路引发火灾的可能性，确保公共安全和个人安全；二是为了设备寿命，周期性维护测试能够提供可供分析的数据，同时预测可能的系统故障，对于保护并延长电气系统和电机的使用寿命也具有重要意义。
从数字万用表测量电阻的原理看，数字万用表虽然可以测量电阻，但无法精确指示绝缘体的工作状况。因为数字万用表的内置电源电压很低，内阻很大，测得的是低电压下的绝缘电阻值，对于绝缘性能不良的情况很难形成回路，测得的绝缘电阻较大，不能真正反映在高压条件下电气设备工作时的绝缘性能，也就无法保证安全性。而摇表和万用表的不同之处，就在于摇表带有250-5000V的高电压，因此，用摇表测试绝缘电阻，对于绝缘性能不良的情况，在内部容易形成漏电流或击穿电压，从而形成回路，就可以得到符合电气设备实际工作条件时的绝缘电阻值，这对判断电气设备的绝缘状况才能起的真正的作用，也才能保证电气设备的安全运行。
所以，文中描述的数字万用表测量绝缘电阻为∞，而使用摇表测试绝缘电阻为0的情况，就是因为，数字万用表测量的是低压静态电阻，而摇表测试的是施加高压后击穿后的电阻。所以，绝缘电阻测试是和电压有关联的，根据GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定：工作电压在100V以下的电气设备或回路，使用250V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在100V~500V的电气设备或回路，使用500V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在500V~3000V的电气设备或回路，使用1000V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在3000V~10000V的电气设备或回路，使用2500V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在10000V以上的电气设备或回路，使用5000V或10000V测试电压测试绝缘电阻。
4、绝缘电阻测试
使用摇表测试绝缘电阻是一种比较常用、比较简单的方法，本文就不再赘述，但在进行绝缘测试时需要注意几个方面的内容：
1）接线和放置要求：测试不同类型设备的绝缘电阻接线的方法有所差异，在测试接线时一定要注意；兆欧表应放置在平稳的地方，检查指针偏转情况，以免在摇动手柄时，因表身抖动和倾斜产生较大的测量误差；
2）测试前试验：在使用摇表进行绝缘电阻测试前，应先进行开路和短路试验，保证摇表的正确性。开路试验时，将E、L两端开路，以约120r/min的转速摇动手柄，观测指针是否指到“∞”处；短路试验时：将E、L两端短接，缓慢摇动手柄，观测指针是否指到“0”处，经检查完好才能使用；
3）手摇发电机：摇动摇表手柄，应先慢再逐渐加快，待调速器发生滑动后，应保持转速稳定不变；如果被测电气设备短路，表针摆动到“0”时，应停止摇动手柄，以免摇表过流发热烧坏；
4）测试读数：为获得正确的测量结果，必须要手摇发电机且在额定转速下工作一分钟后才能读数，这样测量出现的数字会更准确；
5）特殊环境：若遇天气潮湿或降雨后空气湿度较大时，应使用“保护环”以消除绝缘物表面泄流，使被测物绝缘电阻比实际值偏低；
6）安全：在测量绝缘电阻时必须要在电气设备或电气线路停电的情况下，在绝缘电阻表还没有停止转动与被测物还未放电之前，千万不可以用手去触碰被测物的测量处，尤其是一些带有大电容的一些设备，以免会出现触电事故。
5、最后的话
GJB 9001C-2017《质量管理体系 要求》7.1.5章节明确规定：组织应确保所提供的资源适合所开展的监视和测量活动的特定类型，当发现测量设备不符合预期用途时，组织应确定以往测量结果的有效性是否受到不利影响，必要时应采取适当的措施。所以，大家在进行绝缘电阻测试时，千万不能使用数字万用表，不仅仅是不满足质量体系要求，还要向前追溯以前的测试结果是否有效；最重要的，使用数字万用表测量的绝缘电阻不能准确反映绝缘体的工作状态，存在安全隐患，会给人员和设备带来未知风险。
绝缘电阻是指电气设备的绝缘材料对电流的隔离能力，是设备安全要求测试中的一项重要指标，它可以判断绝缘体是否完整以及绝缘体表面是否被污染，可以发现设备受潮、绝缘劣化和绝缘击穿等缺陷。因此，在使用电气设备前，必须检测绝缘电阻是否符合要求。
绝缘电阻测试必须使用特殊的测试仪器来完成的，最常用的测试仪器就是摇表（兆欧表）、绝缘电阻测试仪和漏电流钳形表，本文就以摇表为例，介绍绝缘电阻的测试原理和方法。
常用的摇表由一个手摇发电机、表头和三个接线柱（即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端）组成，被测电阻Rx接在“L”与“E”端钮之间。与摇表表针相连的有两个线圈，一个同表内的附加电阻R2串联；另一个和被测电阻Rx串联，然后一起接到手摇发电机上。当手摇动发电机时，发电机两端产生较高的直流电压，线圈1和线圈2同时通电，在线圈1与被测电阻间有电流I1，在线圈2与表内附加电阻R2有电流I2，两种电流与磁场作用，产生相反的力矩，当I1电流最大（即被测电阻为0），指针指向刻度0。当I2电流最大（即开路状态），指针指向刻度无穷大∞。当I1、I2两个电流都不是最大时，表针就随着两个转矩的合成转矩的大小而偏转某一角度，这个偏转角度决定于两个电流的比值，因为附加电阻是不变的，所以电流值仅取决于待测电阻的大小。
由于摇表没有游丝，不能产生反作用力矩，所以摇表在不测试时可以停留在任意位置（即不定位），而不是回到零位，这跟其他指针式的仪表是有区别的。
2、万用表测测量电阻原理
数字万用表也称为复用表、多用表、三用表等，一般可以测量电压、电流和电阻。数字万用表的测量过程由转换电路将被测量转换成直流电压信号，再由模/数（A/D）转换器将电压模拟量转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。
数字万用表测量电压、电流和电阻功能都是通过转换电路部分实现的，而电流、电阻的测量都是基于电压的测量。在使用数字万用表测量电阻时，可以简化为一个恒流源加一个电压表的模型，恒流源产生的激励电流流过被测电阻，在被测电阻两端产生的伴随电压被数字万用表内部的电压表测量出来，由于数字万用表的激励电流是已知的，利用欧姆定律它就可以计算出被测电阻的大小，并显示在屏幕上。
数字万用表测量电阻一般包括两种模式：两线电阻和四线组，两种测量模式的原理都是基于上述恒流源和电压表的模型，只不过四线电阻测量消除了引线误差对两线电阻测量的影响，所以四线电阻测量精度更高。还有一种更精确的测量是“真欧姆电阻测量”，它是在四线电阻测量的基础上，消除了引线与被测电阻连接点的热电势，从而进一步提升电阻测量精度的方法。
顺带说一下，很多朋友喜欢拿蜂鸣档来判断线路通断或者设备好坏，实质上，蜂鸣档一般只用来判断线路电阻较大还是较小，一般以30-50Ω（不同万用表有差别）为分界点，电阻低于这个分界点，蜂鸣器就会响，并且电阻越小蜂鸣声越大；电阻高于这个分界点蜂鸣器就不响，所以当线路电阻大于分界点时，电阻到底是多少，用蜂鸣档是没办法分辨出来的。所以当我们需要用电阻大小分析判断线路是否正常时，建议采用电阻档测量具体电阻，而不是采用蜂鸣档听声音。
3、万用表不能测试绝缘电阻
既然数字万用表也可以测量电阻，那么能不能采用数字万用表测试绝缘电阻呢？
以终为始，让我们回到问题的根源，为什么要测试绝缘电阻呢？一是为了安全性，通过在断开的载流导线、接地导体和待接地导线中进行绝缘测试（敲黑板，大概率涉及高压），能够消除因为短路引发火灾的可能性，确保公共安全和个人安全；二是为了设备寿命，周期性维护测试能够提供可供分析的数据，同时预测可能的系统故障，对于保护并延长电气系统和电机的使用寿命也具有重要意义。
从数字万用表测量电阻的原理看，数字万用表虽然可以测量电阻，但无法精确指示绝缘体的工作状况。因为数字万用表的内置电源电压很低，内阻很大，测得的是低电压下的绝缘电阻值，对于绝缘性能不良的情况很难形成回路，测得的绝缘电阻较大，不能真正反映在高压条件下电气设备工作时的绝缘性能，也就无法保证安全性。而摇表和万用表的不同之处，就在于摇表带有250-5000V的高电压，因此，用摇表测试绝缘电阻，对于绝缘性能不良的情况，在内部容易形成漏电流或击穿电压，从而形成回路，就可以得到符合电气设备实际工作条件时的绝缘电阻值，这对判断电气设备的绝缘状况才能起的真正的作用，也才能保证电气设备的安全运行。
所以，文中描述的数字万用表测量绝缘电阻为∞，而使用摇表测试绝缘电阻为0的情况，就是因为，数字万用表测量的是低压静态电阻，而摇表测试的是施加高压后击穿后的电阻。所以，绝缘电阻测试是和电压有关联的，根据GB 50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的规定：工作电压在100V以下的电气设备或回路，使用250V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在100V~500V的电气设备或回路，使用500V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在500V~3000V的电气设备或回路，使用1000V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在3000V~10000V的电气设备或回路，使用2500V测试电压测试绝缘电阻；工作电压在10000V以上的电气设备或回路，使用5000V或10000V测试电压测试绝缘电阻。
4、绝缘电阻测试
使用摇表测试绝缘电阻是一种比较常用、比较简单的方法，本文就不再赘述，但在进行绝缘测试时需要注意几个方面的内容：
1）接线和放置要求：测试不同类型设备的绝缘电阻接线的方法有所差异，在测试接线时一定要注意；兆欧表应放置在平稳的地方，检查指针偏转情况，以免在摇动手柄时，因表身抖动和倾斜产生较大的测量误差；
2）测试前试验：在使用摇表进行绝缘电阻测试前，应先进行开路和短路试验，保证摇表的正确性。开路试验时，将E、L两端开路，以约120r/min的转速摇动手柄，观测指针是否指到“∞”处；短路试验时：将E、L两端短接，缓慢摇动手柄，观测指针是否指到“0”处，经检查完好才能使用；
3）手摇发电机：摇动摇表手柄，应先慢再逐渐加快，待调速器发生滑动后，应保持转速稳定不变；如果被测电气设备短路，表针摆动到“0”时，应停止摇动手柄，以免摇表过流发热烧坏；
4）测试读数：为获得正确的测量结果，必须要手摇发电机且在额定转速下工作一分钟后才能读数，这样测量出现的数字会更准确；
5）特殊环境：若遇天气潮湿或降雨后空气湿度较大时，应使用“保护环”以消除绝缘物表面泄流，使被测物绝缘电阻比实际值偏低；
6）安全：在测量绝缘电阻时必须要在电气设备或电气线路停电的情况下，在绝缘电阻表还没有停止转动与被测物还未放电之前，千万不可以用手去触碰被测物的测量处，尤其是一些带有大电容的一些设备，以免会出现触电事故。
5、最后的话
GJB 9001C-2017《质量管理体系 要求》7.1.5章节明确规定：组织应确保所提供的资源适合所开展的监视和测量活动的特定类型，当发现测量设备不符合预期用途时，组织应确定以往测量结果的有效性是否受到不利影响，必要时应采取适当的措施。所以，大家在进行绝缘电阻测试时，千万不能使用数字万用表，不仅仅是不满足质量体系要求，还要向前追溯以前的测试结果是否有效；最重要的，使用数字万用表测量的绝缘电阻不能准确反映绝缘体的工作状态，存在安全隐患，会给人员和设备带来未知风险。
