絕緣電阻體積電阻率試驗儀主要參數(shù)：

絕緣電阻體積電阻率試驗儀標準配置：

絕緣電阻能力驗證樣品制備與技術(shù)分析

絕緣電阻試驗是電氣產(chǎn)品安全性能的重要測試之一，產(chǎn)品的 絕緣電阻值是產(chǎn)品絕緣性能參數(shù)的考核指標，故掌握電氣產(chǎn)品絕 緣電阻測試方法并對測試絕緣電阻值進行正確的分析判定是至關(guān) 重要的。

電氣領(lǐng)域類的絕緣電阻試驗主要是針對零部件類產(chǎn)品絕緣性 的考核，例如電機、電纜、插頭插座、開關(guān)和控制器等等，它們安全 正常運行的條件之一就是其絕緣程度。該試驗是通過測試產(chǎn)品不同 極性之間或者極性與本體之間的絕緣電阻值，通常都具有多組絕緣 電阻值。根據(jù)相關(guān)測試標準要求，合格產(chǎn)品的絕緣電阻值是不得小 于最小限值，故是從多組測試值中選擇最小測試值與標準要求的限值作比較，小于標準中的限值，判定其產(chǎn)品的絕緣電阻試驗合格，反 之，不合格。

已經(jīng)實施開展的CHEARI-PT089和CHEARI-PT157絕緣電阻 試驗能力驗證計劃，共有200多家實驗室參加，取得了理想效果。所依據(jù)的測試標準有：GB/T 15092.1-2020《器具開關(guān) 第1部分：通用 要求》、GB/T 2099.1-2021《家用和類似用途插頭插座 第1部分： 通用要求》、GB/T 17465.1-2009《家用和類似用途器具耦合器 第 1部分：通用要求》、GB/T 16915.1-2014《家用和類似用途固定式 電氣裝置的開關(guān) 第1部分：通用要求》、GB/T 14536.1-2008《家用 和類似用途電自動控制器 第1部分：通用要求》[5]、GB/T 17466.1- 2019《家用和類似用途固定式電氣裝置電器附件安裝盒和外殼 第1部分：通用要求》、GB/T 13140.1-2008《家用和類似用途低壓電路 用的連接器件 第1部分：通用要求》等其他適用標準。測試標準較 多，為了滿足所有參加實驗室的測試能力，故需設計制備一個通用 的測試樣品。本文以開展的兩次電氣產(chǎn)品絕緣電阻能力驗證項目為例，重點論述樣品制備步驟，明確絕緣電阻的技術(shù)要點，以便為能 力驗證提供者對該項目的實施提供一些參考，以及參加實驗室能準 確掌握關(guān)鍵技術(shù)點從而獲得滿意結(jié)果。

1 樣品制備

能力驗證測試樣品的制備主要有方案策劃、關(guān)鍵元器件的選 型、樣品外觀設計、可行性驗證以及均勻性穩(wěn)定性測試。

1.1 方案策劃

由于絕緣電阻試驗的廣泛性，電氣領(lǐng)域類測試樣品眾多，所 依據(jù)測試標準較多，故樣品制備的方案策劃需考慮測試樣品的通 用性。

首先，對所依據(jù)的測試標準的具體測試方法進行分析。能力驗 證計劃選用了電氣領(lǐng)域類檢測機構(gòu)獲認可較多的7個通用測試標 準，并對其測試方法進行了比較分析，如表1所示。從表1可以看出： 測試要求都是施加500 V直流電壓，試驗時間都是1 min，測試方法 無差異，僅絕緣電阻限值不同。

再者，對所依據(jù)的測試標準的測試過程進行分析。在實驗室日 常的測試中，絕緣電阻試驗是一個定性的試驗，測試人員只需把絕 緣電阻測試值與標準中要求的限值作比較進行判定即可。該試驗測 試過程的關(guān)鍵點有：

（1）測試值的確定。一個零部件樣品的絕緣電阻試驗，通常需 要測試多組的絕緣電阻值，即需要測試人員根據(jù)測試標準和樣品的 具體特性，測試不同極性之間或者極性和本體之間的絕緣電阻值。如：GB/T 2099.1-2008《家用類似用途插頭插座 第1部分：通用要 求》17.1.2中規(guī)定要求測試4種測試工況。

（2）限值的確定。測試限值主要根據(jù)被測試絕緣性或測試部 位確定。如：GB/T 14536.1-2008《家用和類似用途電自動控制器 第 1部分：通用要求》表13.1中規(guī)定基本絕緣、附加絕緣和加強絕緣的 限值分別為2 MΩ、5 MΩ和7 MΩ。測試樣品的被測絕緣性不同，絕 緣電阻限值不同。如：GB/T 16915.1-2014《家用和類似用途固定式 電氣裝置的開關(guān) 第1部分：通用要求》16章節(jié)表15規(guī)定了待測絕緣 部位不同，絕緣電阻限值也不同。

（3）測試結(jié)果的判定。測試樣品是否通過絕緣電阻試驗的判 定是從多組絕緣電阻測試值中選擇最小值與標準規(guī)定要求的限值 作比較判定，大于限值則通過，小于即反之。

綜上所述，絕緣電阻試驗最后的測試結(jié)果是電阻值，被測試樣 品的測試部分是呈阻性，試驗過程并不復雜，操作簡單。因此，從能 力驗證計劃對檢測機構(gòu)的考核點和該試驗的測試標準綜合考慮，能 力驗證樣品采用外形小巧，測試方便的端子電氣盒，內(nèi)部元件采用高 精度的阻性元件組成，測試樣品的絕緣電阻限值選在2 MΩ～7 MΩ 之間。已實施的絕緣電阻能力驗證計劃測試樣品都按照此思路進行了設計。

1.2 外形設計

外形需考慮到能力驗證項目運輸?shù)谋憷院头€(wěn)定性，測試樣 品的外形需輕便和可靠。兩次能力驗證計劃的測試樣品外形都 采用了使用頻次最高的耐高壓端子電氣盒，樣品表面貼有測試標 識，標識出每個測試端，如圖1和圖2所示兩次能力驗證計劃的測 試樣品外觀。

次實施的CHEARI-PT089樣品共8個測試端，實際該項目只需上報1-2測試端的絕緣電阻值，故只使用到1-2測試端，其余都為空端，從外形整體看顯得不協(xié)調(diào)。

2021年實施的CHEARI-PT157的樣品共6個測試端，減少了2 個測試端，該項目需參加實驗室測試1-2端和3-4端的兩組絕緣電阻 值，樣品中間端標識為該項目名稱，從外形整體看，就更加小巧美 觀了。

1.3 元件選擇

考慮到絕緣電阻試驗實質(zhì)是測試樣品阻性值的測試，故測試樣 品內(nèi)部元件主要是由電阻元件組成。為了測試樣品適合能力驗證的 數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及樣品的均勻性和穩(wěn)定性，故兩次能力驗證計劃都選用 了老化小、溫漂小、高精度0.1%的精密電阻。

由于CHEARI-PT089絕緣電阻試驗能力驗證計劃有近200家參 加實驗室，為了防止實驗室之間串數(shù)，測試樣品設計為A樣和B樣， 限值都設計為2 MΩ。A樣品內(nèi)部設計為一個電阻元件，設計值為不 通過限值；B樣品內(nèi)部設計為三個電阻串聯(lián)組成，設計值為通過限 值。A樣品和B樣品的內(nèi)部測試電路都較簡單，主要是考核參加實驗 室根據(jù)測試結(jié)果如何判定測試樣品是否通過絕緣電阻試驗。

CHEARI-PT157絕緣電阻試驗能力驗證項目對測試樣品內(nèi)部測 試電路進行了優(yōu)化，為了防止參加實驗室測試前直接采用兆歐表測 試樣品的電阻值，故在內(nèi)部電路中增加了穩(wěn)壓二極管。該項目內(nèi)部設 計了兩組測試電路，要求上報兩組測試絕緣電阻值。根據(jù)參加實驗室 數(shù)量，重新設計制樣35個，設計值確定在2 MΩ～7 MΩ之間。

1.4 可行性

新設計的能力驗證測試樣品在批量生產(chǎn)制備前，需進行樣品的 可行性驗證。根據(jù)測試項目的性質(zhì)即是否可重復性測試、測試成本 以及均勻性穩(wěn)定性的要求，該項目的測試樣品試樣數(shù)量為6～10個。 若試樣的絕緣電阻測試值在策劃方案設計值的偏差范圍內(nèi)，那么該 試樣通過可行性測試，可以進行批量制備生產(chǎn)。若試樣的絕緣電阻 測試值超出可接受的偏差范圍，就需要對試樣的內(nèi)部設計電路、關(guān) 鍵元件選型、安裝等進行修改，直到達到可接受的設計偏差范圍要求。偏差范圍可以參考所選內(nèi)部電阻元件的精度偏差范圍。還需保 證測試樣品的均勻性和穩(wěn)定性，確保最后的不滿意結(jié)果不歸咎于樣 品之間或樣品本身的差異性。批量制備的測試樣品需進行均勻性穩(wěn) 定性測試。

（1）均勻性檢驗：由于絕緣電阻試驗是可以進行重復性測試， 故采用全檢方式進行。每組樣品測試兩次，采用CNAS-GL003《能 力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中4.2節(jié)單因子方差分析（F 檢驗）準則進行均勻性判定。回樣后，使用Ss≤0.3σ進行核驗，核驗 結(jié)果，證明樣品的均勻性。

（2）穩(wěn)定性檢驗：均勻性檢測后，從均勻性測試樣品中隨機抽 檢至少6個測試樣品在發(fā)樣前進行穩(wěn)定性檢測。依據(jù)CNAS-GL003 《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中5.2.2二個平均值之間 的一致性（t檢驗）進行穩(wěn)定性檢驗，證明樣品的穩(wěn)定性。

總之，絕緣電阻試驗測試樣品的設計并不復雜，主要是從絕 緣電阻試驗的性質(zhì)考慮。測試樣品還需不斷的優(yōu)化改進，更加貼 切實際的測試樣品，使測試人員更加容易理解和掌握測試方法。 如：設計為多個測試端，模擬實際測試樣品的L極、N極、E極和B 極（本體）。

2 技術(shù)分析

在能力驗證實施中，要求參加實驗室反饋測試數(shù)據(jù)過程、測 試過程的照片以及測試設備使用情況，并對關(guān)鍵步驟進行調(diào)查和 統(tǒng)計。總結(jié)了影響測試結(jié)果的重要因素及注意事項，分析了以后測 試需要改進的措施，以減少測試結(jié)果的差異，提升實驗室的檢測 能力[8]。主要相關(guān)因素有以下幾種。

2.1 測試環(huán)境因素

通常情況下，材料的絕緣性受周圍環(huán)境的溫濕度影響。溫濕 度升高，一般的絕緣材料絕緣值減小。因此，在進行絕緣電阻試驗 時，要求測試樣品進行預處理與測試環(huán)境的溫濕度達到一致。引用 標準都規(guī)定要求在潮濕箱或者在已使樣品達到規(guī)定溫度的房間里 進行，為了減小各實驗室之間的溫濕度差異，作業(yè)指導書中統(tǒng)一規(guī) 定了預處理環(huán)節(jié)，要求測試樣品在環(huán)境溫度20oC±5oC，相對濕度 45%～75%的環(huán)境下進行預處理24 h，使其和環(huán)境達到熱平衡。環(huán) 境溫濕度的控制方法通常有兩種，一種是直接放置恒溫恒濕箱中， 另一種是用溫濕度監(jiān)控環(huán)境溫濕度，目前大部分實驗室還是采用第 二種預處理方法。

從實驗室返回的調(diào)查表看，參加實驗室溫度范圍控制在 17oC～25oC之間，相對濕度控制在45%～74%之間，溫濕度都符合 要求。特別是測試樣品放置在潮濕箱中進行測試，全不受周圍氣流的影響，環(huán)境溫濕度控制較好，故建議有條件的實驗室盡量采用 第一種方法進行預處理。

2.2 測試設備因素

目前絕緣電阻試驗的測試設備有耐壓絕緣電阻測試儀、安規(guī)綜 合分析測試儀和數(shù)字兆歐表等。從絕緣電阻試驗的判定方式看，目 前測試設備共有兩種類型。

一種是測試人員判定。即測試設備僅顯示絕緣電阻值，測試人 員通過測試值與標準要求的限值作比較，判定測試樣品是否通過。 如數(shù)字式電阻測試儀表、數(shù)字兆歐表和絕緣表等。

另一種是設備自動判定。即在測試設備上設置上下限值，設備 自動把絕緣電阻值與限值比較，以“PASS”或“FAIL”形式顯示結(jié) 果。如安規(guī)綜合測試儀、絕緣耐壓測試儀、絕緣電阻測試儀、絕緣耐 壓測試儀等，這是實驗室比較普遍使用的測試設備。

能力驗證項目要求參加實驗室最后需上報具體的絕緣電阻測 試值。從參加實驗室調(diào)查表看，直接影響測試結(jié)果的是測試設備精 度和試驗電壓，若試驗電壓或阻值測量精度低，則會引起測試結(jié)果 的偏差。有絕緣電阻測試儀測試電壓是旋鈕分檔式的，當旋鈕調(diào)至 測試檔時，其實際開路電壓有可能誤差較大，導致測試結(jié)果的偏 離。故建議對絕緣電阻測試設備進行計量，同時為保證一個計量周 期內(nèi)測試設備的穩(wěn)定性，需定期進行期間核查。因為部分實驗室的 測試設備經(jīng)常用于大型設備的測試，會經(jīng)常移動或是便攜式，所以 試驗設備的期間核查是不可少的，從而確保測試結(jié)果的有效性和 準確性。