電線電纜絕緣電阻的測試分析：

產(chǎn)品的絕緣電阻主要取決于所選用的絕緣材料,但工藝水平對絕緣電阻的影響很大, 因此測定絕緣電阻是監(jiān)督材料質(zhì)量和工藝水平的一種方法。絕緣電阻測量準(zhǔn)確與否直接影響產(chǎn) 品品質(zhì)的判定,因此要注重絕緣電阻的測量問題。

【關(guān)鍵詞】絕緣電阻；介質(zhì)損耗；電線

絕緣電阻是反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性的主要指標(biāo)，它反映了線纜產(chǎn)品承受電擊穿或熱擊 穿能力的大小，與絕緣的介質(zhì)損耗以及絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐步劣化等均存在著極為密切 的關(guān)系。產(chǎn)品的絕緣電阻主要取決于所選用的絕緣材料，但工藝水平對絕緣電阻的影響很大， 因此測定絕緣電阻是監(jiān)督材料質(zhì)量和工藝水平的一種方法。測定絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝的缺陷， 同時(shí)也是研究絕緣材料的品質(zhì)和特性，研究絕緣結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品在各種運(yùn)行條件下的使用性能等 各方面的重要手段，對于已投入運(yùn)行的產(chǎn)品，絕緣電阻是判斷產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要依據(jù)之一。

1 試驗(yàn)現(xiàn)象

影響電線電纜絕緣電阻測量的因素有儀器準(zhǔn)確度、環(huán)境條件和人員素質(zhì)等幾個(gè)方面，下面 以 GB5023.3-2008 中一般用途單芯硬導(dǎo)體無護(hù)套電纜(型號 60227 IEC01(BV))為例，談?wù)劷^緣 電阻測量中應(yīng)注意的幾個(gè)問題。按 GB5023.3 之規(guī)定：試驗(yàn)應(yīng)在 5m 長的絕緣線芯上進(jìn)行，水溫 為(70±2)℃，浸水時(shí)間不小于 2h，絕緣電阻應(yīng)在施加電壓 1 分鐘后測量。如何理解標(biāo)準(zhǔn)中的 這些要求，它們對測量結(jié)果有何影響?下面舉例說明。

本試驗(yàn)共進(jìn)行了四次：

第 1 次：5m 長、70℃絕緣電阻、1 分鐘讀數(shù)測量值為：8.41MΩ；

第 2 次：5m 長、70℃絕緣電阻、1.5 分鐘讀數(shù)測量值為：8.56MΩ；

第 3 次：5m 長、20℃絕緣電阻、1 分鐘讀數(shù)測量值為：96.4MΩ；

第 4 次：10m 長、70℃絕緣電阻、1 分鐘讀數(shù)測量值為：4.19MΩ。

2 原因分析

同樣一組電線的絕緣電阻在不同溫度、不同長度、不同讀數(shù)時(shí)間為什么會(huì)有如此大的差別? 現(xiàn)分析如下：

絕緣電阻是指絕緣上所加的直流電壓 U 與泄漏電流 I 之間的比值

R=當(dāng)絕緣層加上直流電壓時(shí),沿絕緣表面和絕緣內(nèi)部均有微弱電流通過,對應(yīng)于這兩種電流 的電阻分別稱為表面絕緣電阻和體積絕緣電阻,一般不加特別說明的絕緣電阻均指體積絕緣電阻。

絕緣層加上電壓后，流經(jīng)絕緣內(nèi)部的電流有下面四種：

2.1 電容電流

因介質(zhì)極化而產(chǎn)生，實(shí)際上以導(dǎo)體和外極(絕緣層)作為一對電級構(gòu)成一個(gè)電器的電容電流， 電容電流按指數(shù)規(guī)律隨時(shí)間很快的衰減，一般在數(shù)毫秒時(shí)間內(nèi)接近消失。

2.2 不可逆吸收電流

因絕緣材料中的電解電導(dǎo)而產(chǎn)生,經(jīng)數(shù)秒后衰減至零。

2.3 可吸收電流

是指絕緣材料的位移電流，在施加電壓的瞬間達(dá)最大值,然后趨向位移穩(wěn)定，經(jīng)數(shù)分鐘后趨 于消失。

2.4 泄漏電流

泄漏電流是指絕緣材料中的自由離子及混入的導(dǎo)電雜質(zhì)所產(chǎn)生的，與電壓施加時(shí)間無關(guān),在 電場強(qiáng)度不太高時(shí)符合歐姆定律，電阻隨溫度升高而增大。它的大小反應(yīng)了絕緣品質(zhì)的優(yōu)劣， 嚴(yán)格說來,只有對應(yīng)恒定電導(dǎo)電流的電阻才是體積絕緣電阻。

由于施加電壓后，絕緣中存在著三種隨時(shí)間而衰減的電流，因此理論上應(yīng)該等這三種電流 全部衰減完后,才讀出泄漏電流的數(shù)值，以計(jì)算絕緣電阻，但由于可吸收電流要經(jīng)數(shù)分鐘后才趨 于消失，考慮到測量系統(tǒng)長時(shí)間的穩(wěn)定性，測量時(shí)間不宜太長。同樣測量條件，讀數(shù)時(shí)間不同 會(huì)造成很大差別，讀數(shù)時(shí)間長，將造成數(shù)值偏大，從第 1 次和第 2 次的數(shù)據(jù)可明顯看出。因此 標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定在

接通電流 1 分鐘后讀數(shù)，1 分鐘讀數(shù)既保證了非泄漏電流大部分已消失，又使測量時(shí)間有 了統(tǒng)一，使數(shù)值具有重復(fù)性和可比性。第 1 次和第 3 次的數(shù)據(jù)表明隨著溫度的升高絕緣電阻迅 速下降，這是因?yàn)殡S溫度的升高，絕緣材料中的雜質(zhì)離子運(yùn)動(dòng)速度加快,使得電導(dǎo)增大，絕緣電 阻下降，溫度與絕緣電阻的關(guān)系近似符合指數(shù)關(guān)系。因此測量時(shí)，必須嚴(yán)格控制溫度，長度的 不同絕緣電阻測量值也不同，這是因?yàn)榻^緣電阻與長度成反比，測量電線長度時(shí)，誤差要控制 在±1%內(nèi)。

3 結(jié)束語

絕緣電阻的數(shù)值與產(chǎn)品的長度成反比，且與溫度有密切關(guān)系。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中為了統(tǒng)一和方 便，均以 70℃時(shí)，長度為 1km 時(shí)絕緣電阻低極限值作為標(biāo)準(zhǔn)值(此標(biāo)準(zhǔn)值可以通過理論計(jì)算 得出)，為此產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有著嚴(yán)格的試驗(yàn)條件，所以在測試過程中應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不得放松 試驗(yàn)條件，以免影響測量的準(zhǔn)確性。

電線電纜絕緣電阻測試方法比較

絕緣電阻是反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性的主要指標(biāo)，它 反映了線纜產(chǎn)品承受電擊穿或熱擊穿能力的大小，與絕緣的 介質(zhì)損耗以及絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐步劣化等均存在 著極為密切的關(guān)系。產(chǎn)品的絕緣電阻主要取決于所選用的 絕緣材料，但工藝水平對絕緣電阻的影響很大，因此測定絕 緣電阻是監(jiān)督材料質(zhì)量和工藝水平的一種方法。測定絕緣 電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝的缺陷，同時(shí)也是研究絕緣材料的品質(zhì)和 特性，研究絕緣結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品在各種運(yùn)行條件下的使用性能 等各方面的重要手段，對于已投入運(yùn)行的產(chǎn)品絕緣電阻是判 斷產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要依據(jù)之一。

在電線／電纜產(chǎn)品中，線問的絕緣電阻值只有在一定的 范圍內(nèi)，才能保證電線／電纜正常的工作。由于各電線／電纜 工作的環(huán)境各不相同，絕緣電阻阻值也不盡相同，因而其測 試方法的選擇也不盡相同，因此對電線／電纜產(chǎn)品的絕緣電 阻的測試方法進(jìn)行分析研究為各種適用范圍的絕緣電阻測 試儀的設(shè)計(jì)有一定的參考意義。

2絕緣電阻測試的方法

串聯(lián)法測絕緣電阻 、并聯(lián)法測絕緣電阻、電壓比較法測絕緣電阻、電橋法測絕緣電阻（1全橋法測絕緣電阻、半橋法測絕緣電阻）、電容充放電法測絕緣電阻

當(dāng)前絕緣電阻測試的方法主要是加高壓、測漏流。具 體歸納起來主要有以下幾種：串聯(lián)法測絕緣電阻、并聯(lián)法測 絕緣電阻、電壓比法測絕緣電阻、電橋法測絕緣電阻、充放電 法測絕緣電阻。

電線電纜體積電阻率測定儀主要技術(shù)參數(shù)：

型號： ZST-212電阻率測試儀。

電阻范圍：（10⁴ ～10 ¹⁷）Ω。

電阻測量誤差：  1×10⁴～1×10¹¹ Ω±5%；

1×10¹¹～1×10¹² Ω±10%；         

1×10¹²以上±20%；

測試電壓：10V、50V、100V、250V、500V、1000V。

測試電壓(見表1)、測量范圍(見表2)

表1

表2 不同試驗(yàn)電壓下各采樣電阻檔位對應(yīng)的阻值測試范圍表

使用條件

①環(huán)境溫度： 0～40℃

②相對溫度：≤70%

③供電電流：交流220V ±10%  50Hz

儀器可連續(xù)工作8小時(shí)

消耗功率：約 10W

電線電纜體積電阻率測定儀配置清單：