3.5 兆欧表
兆欧表（标准术语为绝缘电阻表）是一种测量绝缘电阻的仪表，由于这种仪表的阻值单位通常为兆欧（MΩ），所以常称作兆欧表。兆欧表主要用来测量电气设备和电气电路的绝缘电阻。兆欧表可以测量绝缘导线的绝缘电阻，判断电气设备是否漏电等。有些万用表也可以测量兆欧级的电阻，但万用表本身提供的电压低，无法测量高压下电气设备的绝缘电阻，如有些设备在低压下绝缘电阻很大，但电压升高，绝缘电阻很小，漏电很严重，容易造成触电事故。
根据工作和显示方式不同，兆欧表通常可分作三类：手摇式兆欧表（摇表）、指针式兆欧表和数字兆欧表。
3.5.1 摇表工作原理与使用
1.实物外形
图3-39所示为摇表的实物外形。
图3-39 常见的摇表
2.工作原理
摇表主要由磁电式比率计、手摇发电机和测量电路组成，其工作原理示意图如图3-40所示。
图3-40 摇表工作原理示意图
在使用摇表测量时，将被测电阻按图示的方法接好，然后摇动手摇发电机，发电机产生几百伏至几千伏的高压，并从“+”端输出电流，电流分作I1、I2两路，I1经线圈1、R1回到发电机的“-”端，I2经线圈2、被测电阻Rx回到发电机的“-”端。
线圈1、线圈2、指针和磁铁组成磁电式比率计。当线圈1流过电流时，会产生磁场，线圈产生的磁场与磁铁的磁场相互作用，线圈1逆时针旋转，带动指针往左摆动指向∞处；当线圈2流过电流时，指针会往右摆动指向0。当线圈1、2都有电流流过时（两线圈参数相同），若I1=I2，即R1=Rx时，指针指在中间；若I1＞I2，即R1＜Rx时，指针偏左，指示Rx的阻值大；若I1＜I2，即R1＞Rx时，指针偏右，指示Rx的阻值小。
在摇动发电机时，由于摇动时很难保证发电机匀速转动，所以发电机输出的电压和流出的电流是不稳定的，但因为流过两线圈的电流同时变化，如发电机输出电流小时，流过两线圈的电流都会变小，它们受力的比例仍保持不变，故不会影响测量结果。另外，由于发电机会发出几百伏至几千伏的高压，它经线圈加到被测物两端，这样测量能真实反映被测物在高压下的绝缘电阻大小。
3.使用方法
（1）使用前的准备工作
摇表在使用前，要做好以下准备工作：
1）接测量线。摇表有三个接线端：L端（LINE：电路测试端）、E端（EARTH：接地端）和G端（GUARD：防护屏蔽端）。如图3-41所示，在使用前将两根测试线分别接在摇表的这两个接线端上。一般情况下，只需给L端和E端接测试线，G端一般情况下不用。
图3-41 摇表的接线端
2）进行开路实验。让L端、E端之间开路，然后转动摇表的摇柄，使转速达到额定转速（120r/min左右），这时指针应指在“∞”处，如图3-42a所示。若不能指到该位置，则说明摇表有故障。
3）进行短路实验。将L端、E端测量线短接，再转动摇表的摇柄，使转速达到额定转速，这时指针应指在“0”处，如图3-42b所示。
若开路和短路实验都正常，就可以开始用摇表进行测量了。
（2）使用方法
使用摇表测量电气设备绝缘电阻，一般按以下步骤进行：
图3-42 摇表测量前的实验
1）根据被测物额定电压大小来选择相应额定电压的摇表。摇表在测量时，内部发电机会产生电压，但并不是所有的摇表产生的电压都相同，如ZC25-3型摇表产生500V电压，而ZC25-4型摇表能产生1000V电压。选择摇表时，要注意其额定电压要较待测电气设备的额定电压高，例如额定电压为380V及以下的被测物，可选用额定电压为500V的摇表来测量。有关摇表的额定电压大小，可查看摇表上的标注或说明书。一些不同额定电压下的被测物及选用的摇表见表3-1。
表3-1 不同额定电压下的被测物及选用的摇表
2）测量并读数。在测量时，切断被测物的电源，将L端与被测物的导体部分连接，E端与被测物的外壳或其他与之绝缘的导体连接，然后转动摇表的摇柄，让转速保持在120r/min左右（允许有20%的转速误差），待指针稳定后进行读数。
（3）使用举例
下面举几个例子来说明摇表的使用：
1）测量电网线间的绝缘电阻。测量示意图如图3-43所示。测量时，先切断220V市电，并断开所有的用电设备的开关，再将摇表的L端和E端测量线分别插入插座的两个插孔，然后摇动摇柄查看指针所指数值。图中指针指在400处，说明电源插座两插孔之间的绝缘电阻为400MΩ。
如果测得电源插座两插孔之间的绝缘电阻很小，如零点几兆欧，则有可能是插座两个插孔之间绝缘性能不好，也可能是两根电网线间绝缘变差，还有可能是用电设备的开关或插座绝缘不好。
2）测量用电设备外壳与电路间的绝缘电阻。这里以测洗衣机外壳与电路间的绝缘电阻为例来说明（电冰箱、空调器等设备的测量方法与之相同）。测量洗衣机外壳与电路间的绝缘电阻示意图如图3-44所示。
图3-43 用摇表测量电网线间的绝缘电阻
图3-44 用摇表测量用电设备外壳与电路间的绝缘电阻
测量时，拔出洗衣机的电源插头，将摇表的L端测量线接电源插头，E端测量线接洗衣机外壳，这样测量的是洗衣机的电气电路与外壳之间的绝缘电阻。正常情况下这个阻值应很大，如果测得该阻值小，说明内部电气电路与外壳之间存在着较大的漏电电流，人接触外壳时会造成触电，因此要重点检查电气电路与外壳漏电的原因。
3）测量电缆的绝缘电阻。用摇表测量电缆的绝缘电阻示意图如图3-45所示。
图3-45 用摇表测量电缆的绝缘电阻
图中的电缆有三部分：电缆金属芯线、内绝缘层和电缆外皮。测这种多层电缆时一般要用到摇表的G端。在测量时，分别各用一根金属线在电缆外皮和内绝缘层上绕几圈（这样测量时可使摇表的测量线与外皮、内绝缘层接触更充分），再将E端测量线接电缆外皮缠绕的金属线，将G端测量线接内绝缘层缠绕的金属线，L端则接电缆金属芯线。这样连接好后，摇动摇柄即可测量电缆的绝缘电阻。将内绝缘层与G端相连，目的是让内绝缘层上的漏电电流直接流入G端，而不会流入E端，避免了漏电电流影响测量值。
4.使用注意事项
在使用摇表测量时，要注意以下事项：
1)正确选用适当额定电压的摇表。选用额定电压过高的摇表测量易击穿被测物，选用额定电压低的摇表测量则不能反映被测物的真实绝缘电阻。
2)测量电气设备时，一定要切断设备的电源。切断电源后要等待一定的时间再测量，目的是让电气设备放完残存的电。
3)测量时，摇表的测量线不能绕在一起。这样做的目的是避免测量线之间的绝缘电阻影响被测物。
4）测量时，顺时针由慢到快摇动手柄，直至转速达120r/min，一般在1min后读数（读数时仍要摇动摇柄）。
5）在摇动摇柄时，手不可接触测量线裸露部位和被测物，以免触电。
6）被测物表面应擦拭干净，不得有污物，以免造成测量数据不准确。
3.5.2 数字兆欧表的使用
数字兆欧表是以数字的形式直观显示被测绝缘电阻的大小，它与指针式兆欧表一样，测试高压都是由内部升压电路产生的。
1.实物外形
图3-46所示为几种数字兆欧表的实物外形。
2.使用方法
数字兆欧表种类很多，使用方法基本相同，下面以VC60B型数字兆欧表为例来说明。
VC60B型数字兆欧表是一种使用轻便、量程广、性能稳定，并且能自动关机的测量仪器。这种仪表内部采用电压变换器，可以将9V的直流电压变换成250V/500V/1000V的直流电压，因此可以测量多种不同额定电压下的电气设备的绝缘电阻。
图3-46 几种数字兆欧表的实物外形
VC60B型数字兆欧表的面板如图3-47所示。
（1）测量前的准备工作
在测量前，需要先做好以下准备工作：
1）安装9V电池。
2）安插测量线。VC60B型数字兆欧表有四个测量线插孔：L端（电路测试端）、G端（防护或屏蔽端）、E2端（第2接地端）和E1端（第1接地端）。先在L端和G端各安插一条测量线（一般情况下G端可不安插测量线），另一条测量线可根据仪表的测量电压来选择安插在E2端或E1端，当测量电压为250V或500V时，测量线应安插在E2端，当测量电压为1000V时，则应插在E1端。
图3-47 VC60B型数字兆欧表的面板
（2）测量过程
VC60B型数字兆欧表的一般测量步骤如下：
1）按下“POWER”（电源）开关。
2）选择测试电压。根据被测物的额定电压，按下1000V、500V或250V中的某一开关来选择测试电压，如被测物用在380V电压中，可按下500V开关，显示器左下角将会显示“500V”字样，这时仪表会输出500V的测试电压。
3）选择量程范围。操作“RANGE”（量程选择）开关，可以选择不同的阻值测量范围，在不同的测试电压下，操作“RANGE”开关选择的测量范围会不同，具体见表3-2。如测试电压为500V，按下“RANGE”开关时，仪表可测量50～1000MΩ范围内的绝缘电阻；“RANGE”开关处于弹起状态时，可测量0.1～50MΩ范围内的绝缘电阻。
4)将仪表的L端、E2端或E1端测量线的探针与被测物连接。
5)按下“PUSH”键进行测量。测量过程中，不要松开“PUSH”键，此时显示器的数值会有变化，待稳定后开始读数。
表3-2 不同测试电压下“RANGE”开关选择的测量范围
6)读数。读数时要注意，显示器左下角为当前的测试电压，中间为测量的阻值，右下角为阻值的单位。读数完毕，松开“PUSH”键。
在测量时，如显示器显示“1”，表示测量值超出量程，可换高量程档（即按下“RANGE”开关）重新测量。