机械与电气安全实验指导书

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1、实验名称：绝缘电阻测定一、 实验目的1. 了解绝缘电阻的测量原理，掌握用数字兆欧表测量电气线路和设备绝缘电阻值的方法和步骤。2. 判断电气线路和设备的绝缘指标是否满足安全要求，避免事故的发生。二、 实验原理绝缘电阻是衡量绝缘性能优劣的最基本的指标，通过绝缘电阻的测定，可以在一定程度上判定电气线路或设备的绝缘水平，以防因绝缘电阻降低或损坏而造成漏电、短路、电击等电气事故。绝缘电阻通常用兆欧表测量。第一代和第二代的手摇式和电动式指针摇表测量精度低，误差大，抗干扰能力差，人工计时，人工计算，使用不便。目前测量绝缘电阻大都采用第三代数字兆欧表。数字兆欧表由中大规模集成电路组成。工作原理为由机内电池作为

2、电源经DC/DC变换产生的直流高压由E极出经被测试品到达L极，从而产生一个从E到L极的电流，经过I/V变换经除法器完成运算直接将被测的绝缘电阻值由LCD显示出来。数字兆欧表工作原理如图1所示。图2 电缆绝缘电阻测量图1 数字兆欧表的工作原理框图测量绝缘电阻时，线路“L”与被测物同大地绝缘的导电部分相接，接地“E”与被测物体外壳或接地部分相接，屏蔽“G”与被测物体保护遮蔽部分相接或其他不参与测量的部分相接，以消除表泄漏所引起的误差。测量电缆芯线对外皮的绝缘电阻时，为消除芯线绝缘层表面漏电引起的误差，还应在绝缘上包以锡箔，并使之与G端连接，如图2所示。这样就使得流经绝缘表面的电流直接流经G端构成回

3、路，所以，测得的绝缘电阻只是电缆绝缘的体积电阻。绝缘电阻随线路和设备的不同，其指标要求也不一样。新装和大修后的低压线路和设备，要求绝缘电阻不低于0.5M；运行中的线路和设备，要求可降低为每伏工作电压不小于1000；安全电压下工作的设备同220V一样，不得低于0.22M；在潮湿环境，要求可降低为每伏工作电压500。携带式电气设备的绝缘电阻不应低于2M。 三、 实验器材1. VC60B+数字兆欧表一台。图3所示VC60B+数字兆欧表，是采用低损耗高变比电感储能式直流电压变换器将9V电压变换成250V/500V/1000V直流电压。采用数字电桥进行电阻测量，用于绝缘电阻的测试，具有使用轻便，量程宽广

4、，背光显示，测试锁定，自动关机等功能，还可以进行市电测量，性能稳定，用于电机、电缆、机电设备、电信器材，电力设施等绝缘电阻检测需要。14.电压选择开关 5.电阻量程选择开关 6.自锁式电源开关7.LED高压提示 8.测试按钮。9.LCD测量数据显示10.型号11.被测线路插孔L 12.保护端插孔G 13.交流电压测试输入端14.被测对象地端插孔E图3 VC60B+数字兆欧表由于兆欧表的测量电压分为三档，其电阻的测量范围也随之不同，具体测量范围如表1所示。表1 兆欧表电阻测量范围测试电压250V500V1000V电阻量程“RANGE”键抬起0.1 M-20 M0.1 M-50 M0.1 M-10

5、0 M“RANGE”键按下20 M-500 M50 M-1000 M100 M-2000 M2. 20cm电线若干、绝缘黑胶带、防水绝缘胶带、医用橡皮膏、恒温干燥箱、蜡烛、水、烧杯。四、 实验步骤1. 取三段电线，在其一端分别缠绕绝缘黑胶带、防水绝缘胶带和医用橡皮膏，每种胶带缠绕三层。2. 测试三种胶带的绝缘电阻，具体测量方法为：（1） 将电线的芯线与兆欧表的L端相连，将胶带端与E端相连；（2） 按下电源开关，选择“1000V”电压；（3） 按下“RANGE”键，选择较大电阻量程；（4） 按下“PUSH”键对绝缘电阻进行测量，当显示值稳定后，即可读出测量值。读值完毕后松开“PUSH”键。（5）

6、 选择合适的电压量程和电阻量程，测量绝缘电阻，记录测量结果。3. 将三段电线的胶带端蘸湿，再次测量各种胶带的绝缘电阻阻值，并记录结果。4. 将三段电线的胶带端浸泡在水中，浸泡一段时间后取出，对各种胶带的绝缘电阻进行测量，并记录其结果。5. 另取三段电线，在其一端再次缠绕三种胶带各三层，然后将其置于酒精灯上进行烘烤，然后对胶带端进行测量并记录实验结果。6. 将兆欧表的L端与电气设备相线相连，将E端与设备外壳相连，对其外壳的绝缘电阻进行测量。 五、 实验报告要求1 实验目的2 实验器材3 实验方法4 实验数据（1） 电气线路绝缘电阻测试数据表 （MW）材料绝缘黑胶带防水绝缘胶带医用橡皮膏正常状态蘸

7、湿状态浸泡状态烘烤状态（2）电气设备绝缘电阻测试数据表 电器设备名称绝缘电阻（MW）5 分析讨论 对测试结果进行分析讨论，并判断电气线路和设备的绝缘指标是否满足安全要求。六、 思考题1. 影响电气线路或设备绝缘电阻值的因素还有哪些？2. 试分析造成不同时间测量阻值不同的原冈是什么？七、 注意事项1. 由于兆欧表在未选择电压量程时，依然会有高压输出，因此在测量前或接线调整中不要开启电源。2. 测试时不允许手持测试端（包括接线夹和裸露芯线），以保证读数准确和人员安全。3. 注意所选电压量程和E端的对应关系，以免造成接线错误。4. 在缠绕双面胶纸时，注意不要将其白色贴纸取下。5. 测试过程中严禁碰触

8、测试引线！6. 测试物体为正常带电体时，必须先断开电源，然后测量，否则会危及人身设备安全！ E、L端子之间开启高压后有较高的直流电压，在进行测量操作时人体各部分不可触及。7. 当表头左上角显示“”时表示电池电压不足，应更换新电池。8. 测试完毕后要短路测试端人工放电！实验名称 用数位接地电阻计测接地电阻一、实验目的1. 学会使用TES-1700数位接地电阻计。2. 了解接地电阻的测试原理，掌握测试方法。二、实验原理影响接地电阻的因素很多，如接地桩的大小（长度、粗细）、形状、数量、埋设深度、周围地理环境（如平地、沟渠、坡地是不同的）、土壤湿度、质地等，都可能对接地电阻有影响。各种接地装置的接地电

9、阻应当定期测量，以检查其可靠性。交流工作接地的接地电阻不应大于4；保护接地的接地电阻不应大于4；防雷保护接地的接地电阻不应大于10。 接地电阻可用电流表电压表法测量或接地电阻测量仪法测量。现在大都采用接地电阻测量仪法。早期的接地电阻测量仪是电位差计型接地电阻测量仪，它能产生交变的接地电流，不需外加电源，电流极和电压极也是配套的，使用简单，携带方便。目前主要使用数字接地电阻测量仪，它是在原来的基础上，摒弃了传统的人工手摇发电工作方式，采用先进的大规模集成电路，应用DC/AC变换技术将三端钮、四端钮测量方式合并为一种机型的新型接地电阻测量仪。工作原理为由机内DC/AC变换器将直流变为交流的低频恒流

10、，经过辅助接地极C和被测物E组成回路，被测物上产生交流压降，经辅助接地极P送入交流放大器放大，再经过检波送入表头显示。借助倍率开关，可得到三个不同的量限：02，020，0200。 测量接地电阻，均应将被测接地体与其他接地体分开，以保证测量的正确性。测量接地电阻应尽可能把测量回路同电力网分开，以有利于测量的安全，也有利于消除杂散电流引起的误差，还能防止将测量电压反馈到与被测接地体连接的其他导体上而引起的事故。接地电阻值的大小与季节、天气、土壤干湿程度等环境因素有关，并随着上述诸因素的变化而有差异。一般来说，测量接地电阻适宜于天气干燥进行，测出数值较准确、可靠。当测量电气设备保护接地电阻时，一定要

11、断开与设备的连接，否则会影响测量的数值。在测量中常常发现有的接地线年久锈蚀严重，必须先用锉刀挫去铁锈后，使导线接触良好方可测量，否则会因接触电阻很大而造成测量失真。测量时应注意测量位置，选取合适的测量点。选取的测量点不同，测得的结果是不同的，而且有时候差别很大，这就要求在使用中要对测量点的选取加以注意。测量有时会遇到无处可夹的情况，在条件允许的情况下，可暂断开原地线连线，临时接入一段可夹持的跳线进行测量。地线上较大的回路电流对测量会造成干扰，导致测量结果不准确，甚至使测试不能进行。三、实验器材本实验测量仪器为TES-1700数位接地电阻计。其主要附件是3条测量引线和两支测量电极。图1 所示为T

12、ES-1700数位接地电阻计，TES-1700数位接地电阻计上有P，E，C三个测量插座。E端接于待测物体的接地电极，P端接于电压辅助电极，C端接于电流辅助电极，当把旋钮选择到测量位置时，即可在待测物体和电流极之间构成回路；然后在显示器上读取数值即为待测物体的接地电阻值。LCD显示测量值 测量按钮 锁定按钮 最大值最小值锁定按钮 自动归零按钮 功能范围选择开关 贮物区 测量插座C 测量插座P 测量插座E图1 TES-1700数位接地电阻计四、实验步骤1. 将辅助电极插入在离待测体合适的位置（之间距离大概为5-10米），辅助电极尽量成一直线，并离开建筑物、地下构造物。2. 将测试引线（E、P和C）

13、连接到数位电阻计的正确位置，如图2所示。图2接地电阻测量线路图3. 将功能开关依需要选择在40W、400W、4000W之适当档位。4. 将测试引线（E、P和C）的夹子端接在一起，按下test按钮，待LCD读数稳定后，按下“ZERO”按键作自动调零动作。5. 再将测试引线E、P和C分别接到电极El，Pl和Cl，由LCD)取接地电阻值。6. 若显示器LCD显示“HW”符号表示测试引线没有接好，或是辅助电极接地电阻过高，可改变辅助电极位置，或在辅助电极位置浇水，以降低辅助电极接地电阻。7. 有时间的同学可自行测试大地离散电压，测试步骤为：（1） 将测试引线E、P连接在正确的位置；（2） 将功能开关转

14、至EARTH V位置；（3） 按下TEST键，由显示器LCD读取电压值。五、实验报告要求1. 实验目的2. 实验器材3. 实验方法4. 实验数据采用本方法测物体接地电阻，须测量三次然后取平均值，即：R=(R1+R2+R3)/3。接地电阻测试数据表测试地点测试时间温度湿度测试项目接地电阻（MW）测试次数123平均值测试结果 5. 分析讨论 对测试结果进行分析讨论，并判断接地电阻是否满足安全要求。分析影响接地电阻测量结果的因素。六、思考题1、 辅助电极插入地下，应尽量远离建筑物。若地下有导体存在，会发生什么危险？测试值显示会有何异常？为什么？2、 为什么在辅助电极位置浇水，可以降低辅助电极接地电阻？3、 辅助电极为什么不可接成三角形？七、注意事项1、 每次变换档位时，须先做调零后再进行测量；2、 不要测量超过各档位之最高额定电压值；3、 在测量前一定先检查测试棒是否连接在正确测试插座上：4、 请谨慎操作，以免发生触电危险。