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1、项目 使用兆欧表测量三相电动机 及其控制系统的绝缘性能 项目 使用兆欧表测量三相电动机 及其控制系统的绝缘性能 CDIO理念下的项目化维修电工上册任务3CDIO理念下的项目化维修电工上册任务3 设 计：唐义锋 于宝设 计：唐义锋 于宝佺佺 江苏财经职业技术学院江苏财经职业技术学院 机械电子与信息工程学院机械电子与信息工程学院 项目描述项目描述 在实际工作中，要测量电气设备绝缘性能的好坏，往往需要 测量它的绝缘电阻。通过绝缘电阻的测定可以检查电机、电器的 绝缘是否良好，是否能安全运行。正常情况下，电气设备的绝缘 电阻数值都非常大，通常在几兆欧甚至几百兆欧，远远大于万用 表欧姆挡的有效量程。且即使
2、在此范围内，欧姆表刻度的非线性 也会造成很大的误差。另外，由于万用表内的电池电压太低，而 在实际工作中，要测量电气设备绝缘性能的好坏，往往需要 测量它的绝缘电阻。通过绝缘电阻的测定可以检查电机、电器的 绝缘是否良好，是否能安全运行。正常情况下，电气设备的绝缘 电阻数值都非常大，通常在几兆欧甚至几百兆欧，远远大于万用 表欧姆挡的有效量程。且即使在此范围内，欧姆表刻度的非线性 也会造成很大的误差。另外，由于万用表内的电池电压太低，而 在低电压下测量的绝缘电阻不能真实反映在高电压下绝缘电阻的 真正数值。因此，电气设备的绝缘电阻必须用一种本身具有高压 电源的仪表进行测量。这种仪表就是兆欧表，俗称“摇表
3、”。 在低电压下测量的绝缘电阻不能真实反映在高电压下绝缘电阻的 真正数值。因此，电气设备的绝缘电阻必须用一种本身具有高压 电源的仪表进行测量。这种仪表就是兆欧表，俗称“摇表”。 本项目要求使用兆欧表测量三相电动机及其控制系统的绝缘 性能。即用兆欧表分别测量电动机的三相绕组间绝缘电阻值与对 地绝缘电阻、主电路相间绝缘电阻、主电路相线对地绝缘电阻、 控制电路对地绝缘电阻等数值。 本项目要求使用兆欧表测量三相电动机及其控制系统的绝缘 性能。即用兆欧表分别测量电动机的三相绕组间绝缘电阻值与对 地绝缘电阻、主电路相间绝缘电阻、主电路相线对地绝缘电阻、 控制电路对地绝缘电阻等数值。 构构构构 思思思思 求
4、求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 项目分析项目分析 本项目要求使用兆欧表测量三相电动机及其控制系统的绝缘 性能。需要了解兆欧表的结构及工作原理，掌握兆欧表的使用方 法，能正确使用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻。同时要求按照 本项目要求使用兆欧表测量三相电动机及其控制系统的绝缘 性能。需要了解兆欧表的结构及工作原理，掌握兆欧表的使用方 法，能正确使用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻。同时要求按照 操作规范进行主、控电路及电动机的测量接线与恢复等。操作规范进行主、控电路及电动机的测量接线与恢复等。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评
5、评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 一、兆欧表的结构与工作原理一、兆欧表的结构与工作原理 兆欧表的结构兆欧表的结构 兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的台式或便携 式仪表。一般的兆欧表主要由手摇直流发电机、磁电系比率表以 及测量线路组成。手摇直流发电机的额定电压主要有 兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的台式或便携 式仪表。一般的兆欧表主要由手摇直流发电机、磁电系比率表以 及测量线路组成。手摇直流发电机的额定电压主要有500V， 1000V，2500V等几种。发电机上装有离心调速装置，使转子能 恒速转动。兆欧表的测量机构采用磁电系比率表，它的主要构造 等几种。发电机上装有离心调速
6、装置，使转子能 恒速转动。兆欧表的测量机构采用磁电系比率表，它的主要构造 包括一个永久磁铁和两个固定在同一转轴上且彼此相差一定角度 的线圈。电路中的电流通过无力矩的游丝分别引入两个线圈，使 其中一个线圈产生转动力矩，另一个线圈产生反作用力矩。仪表 气隙内的磁场是不均匀的，这样的结构可以使仪表可动部分的偏 转角与两个线圈中电流的比率有关，故称“磁电系比率表”。 兆欧表的内部构造如图 包括一个永久磁铁和两个固定在同一转轴上且彼此相差一定角度 的线圈。电路中的电流通过无力矩的游丝分别引入两个线圈，使 其中一个线圈产生转动力矩，另一个线圈产生反作用力矩。仪表 气隙内的磁场是不均匀的，这样的结构可以使仪
7、表可动部分的偏 转角与两个线圈中电流的比率有关，故称“磁电系比率表”。 兆欧表的内部构造如图3-3-1所示。所示。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 兆欧表的工作原理兆欧表的工作原理 使用兆欧表时，被测电阻使用兆欧表时，被测电阻RX 接在“接在“L” 与“与“E” 端钮之间。 摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高的直流电压，线圈 端钮之间。 摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高的直流电压，线圈 1和线圈和线圈2同时通电。通
8、过线圈同时通电。通过线圈1的电流的电流I1与气隙磁场相互作用产生 转动力矩 与气隙磁场相互作用产生 转动力矩T1；通过线圈；通过线圈2的电流的电流I2也与气隙磁场相互作用产生反作 用力矩 也与气隙磁场相互作用产生反作 用力矩T2。由于气隙磁场是不均匀的，所以转动力矩。由于气隙磁场是不均匀的，所以转动力矩T1不仅与线不仅与线 圈圈1的电流的电流I1成正比，而且还与线圈成正比，而且还与线圈1所处的位置（用指针偏转角 表示）有关，即 所处的位置（用指针偏转角 表示）有关，即 T1I1f1（）（） 同理同理 T2I2f2（）（） 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价
9、价价价 拓拓拓拓 展展展展 转动力矩转动力矩T1与反作用力矩与反作用力矩T2方向相反，当方向相反，当T1T2时，可动部 分平衡。 时，可动部 分平衡。 此时此时 I1f1（）（）I2f2（）（） 即即 因而得到因而得到 （3-3-1） )( )( )( 1 2 2 1 f f f I I )( 2 1 I I F 式（式（3-3-1）说明，兆欧表指针的偏转角只取决于两个线圈 电流的比值，而与其他因素无关。所以在兆欧表中能够克服手摇 发电机电压不太稳定而对仪表指针偏转角产生影响的缺点。由于 ）说明，兆欧表指针的偏转角只取决于两个线圈 电流的比值，而与其他因素无关。所以在兆欧表中能够克服手摇 发电
10、机电压不太稳定而对仪表指针偏转角产生影响的缺点。由于 I2的大小一般不变，而的大小一般不变，而I1U/（R1RX），随被测绝缘电阻），随被测绝缘电阻RX 的 变化而变化，所以可动部分的偏转角能直接反映被测绝缘电阻 的数值。 的 变化而变化，所以可动部分的偏转角能直接反映被测绝缘电阻 的数值。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 注：当注：当RX 0时，相当于“时，相当于“L”与“”与“E”两接线端短路，只要 适当选择 ”两接线端短路，只要 适当选择R1的数值，就可使指针平衡，并指在欧姆“的数值，就可使指针平衡，并指在欧姆“0”的位
11、置。 当 ”的位置。 当RX 时，相当于“时，相当于“L”与“”与“E” 两接线端开路，两接线端开路，I10，而，而I2 在气隙磁场中受力产生在气隙磁场中受力产生T2，根据左手定则，根据左手定则，T2将使线圈将使线圈2逆时针转 动至最左端的欧姆“”位置。接通 逆时针转 动至最左端的欧姆“”位置。接通RX 后，开始时后，开始时T1T2，指针 按 ，指针 按T1方向顺时针转动，但由于磁场不均匀，方向顺时针转动，但由于磁场不均匀，T1 将逐渐减弱，将逐渐减弱，T2逐逐 渐增强，当渐增强，当T1T2时，指针就停留在一定位置上，指示出被测电 阻的大小。可见，兆欧表的标度尺为反向刻度，如图 时，指针就停留
12、在一定位置上，指示出被测电 阻的大小。可见，兆欧表的标度尺为反向刻度，如图3-3-2所示。所示。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 二、兆欧表的选择、使用与维护二、兆欧表的选择、使用与维护 兆欧表的选择兆欧表的选择 选择兆欧表的原则，一是其额定电压一定要与被测电气设备 或线路的工作电压相适应，不同额定电压兆欧表的使用范围如下 表所示。二是兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相符 合，以免引起大的读数误差。 选择兆欧表的原则，一是其额定电压一定要与被测电气设备 或线路的工作电压相适应，不同额定电压兆欧表的使用范围如下 表所示。
13、二是兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相符 合，以免引起大的读数误差。 25005000绝缘子 5001000 2500 500 500 电气设备绝缘电阻 1000380发电机线圈绝缘电阻 10002500500电力变压器，电机线圈绝缘电阻 500 1000 500 500 线圈绝缘电阻 兆欧表的额定电压（V）测量设备的额定电压（V）测量对象 如果用如果用500以下的兆欧表测量高压设备的绝缘电阻，则测量结 果不能正确反映其工作电压下的绝缘电阻值。同样，也不能用电 压太高的兆欧表去测量低压电气设备的绝缘电阻，以免损坏其绝 缘。 以下的兆欧表测量高压设备的绝缘电阻，则测量结 果不能正确反映其
14、工作电压下的绝缘电阻值。同样，也不能用电 压太高的兆欧表去测量低压电气设备的绝缘电阻，以免损坏其绝 缘。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 兆欧表的接线和使用方法兆欧表的接线和使用方法 兆欧表有兆欧表有3个接线柱，分别标有个接线柱，分别标有L（线路）、（线路）、E（接地）和（接地）和G （屏蔽），使用时应按测量对象的不同来选用。用兆欧表测量绝 缘电阻时的接法如图 （屏蔽），使用时应按测量对象的不同来选用。用兆欧表测量绝 缘电阻时的接法如图3-3-3所示。所示。 构构构构 思思思思 求求求求 知知知知 实实实实 施施施施 评评评评
15、 价价价价 拓拓拓拓 展展展展 照明及动力线路对地绝缘电阻的测量。如图照明及动力线路对地绝缘电阻的测量。如图3-3-3（a） 所 示。将兆欧表接线柱 所 示。将兆欧表接线柱E可靠接地，接线柱可靠接地，接线柱L与被测线路连接。按顺 时针方向由慢到快摇动兆欧表的发电机手柄，待兆欧表指针稳定 后读数（大约 与被测线路连接。按顺 时针方向由慢到快摇动兆欧表的发电机手柄，待兆欧表指针稳定 后读数（大约1min时间，转速为时间，转速为120r/min）。这时兆欧表指示的 数值就是被测线路的对地绝缘电阻值。单位是 ）。这时兆欧表指示的 数值就是被测线路的对地绝缘电阻值。单位是M。 电动机绝缘电阻的测量。拆开
16、电动机绕组的电动机绝缘电阻的测量。拆开电动机绕组的Y或形连接或形连接 的连线。用兆欧表的两接线柱的连线。用兆欧表的两接线柱E和和L分别接电动机的两相绕组，如 图 分别接电动机的两相绕组，如 图3-3-3（b）所示。摇动兆欧表的发电机手柄并读数。此接法测 出的是电动机绕组的相间绝缘电阻。电动机绕组对地绝缘电阻的 测量接线如图 ）所示。摇动兆欧表的发电机手柄并读数。此接法测 出的是电动机绕组的相间绝缘电阻。电动机绕组对地绝缘电阻的 测量接线如图3-3-3（c）所示。接线柱）所示。接线柱E接电动机机壳（应清除机 壳上接触处的漆或锈等），接线柱 接电动机机壳（应清除机 壳上接触处的漆或锈等），接线柱L接电动机绕组上。摇动兆欧 表的发电机手柄并读数
