電線絕緣電阻及導(dǎo)體電阻檢測(cè)

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣州 510330）

摘 要：導(dǎo)體電阻及絕緣電阻是電線的電性能檢測(cè)重要項(xiàng)目之一，是考核導(dǎo)體、絕緣材料電氣絕緣性能的重要指標(biāo)，通過(guò)測(cè)定絕緣電阻不僅可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的工藝缺陷，也能考核材料的好壞。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室要求，對(duì)測(cè)試絕緣電阻的不確定度進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電線絕緣電阻;絕緣電阻;測(cè)試不確定度;導(dǎo)體電阻

0 引言

電線電纜是重要工業(yè)產(chǎn)品，現(xiàn)代社會(huì)離不開(kāi)電線電纜的存在，電線電纜不僅用于電力的輸送，同時(shí)也能輸送信號(hào)。電線的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是導(dǎo)體、絕緣層、護(hù)套層、內(nèi)襯層或隔離層以及鎧裝層構(gòu)成，對(duì)于電線來(lái)說(shuō)，絕緣及護(hù)套質(zhì)量的好壞，對(duì)于使用的壽命及安全有至關(guān)重要的意義。

其中絕緣及護(hù)套材料的電氣性能是重要的質(zhì)量指標(biāo)，絕緣性能越好，電線能承受的電壓則越高，越不容易泄露電流。因此本文通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法，及檢驗(yàn)研究，做出了絕緣電阻檢測(cè)及不確定的研究。

1 絕緣電阻的定義

絕緣電阻是指在一定條件下，處于兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣材料的電阻。電線的絕緣電阻測(cè)試方式主要有2種：100℃以下浸泡在水中進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試;100℃以上放置在烘箱中進(jìn)行測(cè)試。電線電纜的絕緣電阻測(cè)試方法見(jiàn)GB/T3048.5-2007《絕緣電阻試驗(yàn)》。

2 絕緣電阻的測(cè)試

2.1 在水中測(cè)試

首先按照標(biāo)準(zhǔn)要求制備樣品，例如剝除絕緣外或保留屏蔽層等，適合的浸水長(zhǎng)度及露出水面長(zhǎng)度，檢查測(cè)試水溫，并放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間后測(cè)試。測(cè)試時(shí)應(yīng)先進(jìn)行儀器的功能性檢查，確保儀器正常運(yùn)作，電氣調(diào)零后用500V檔充電1分鐘后，進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)間也是1分鐘。

2.2 在烘箱或空氣中測(cè)試

按照要求制備樣品后，檢查烘箱溫度，放置絕緣墊層在烘箱中，讓樣品盡量不觸及烘箱。在足夠長(zhǎng)的測(cè)試溫度及環(huán)境下，測(cè)試絕緣電阻值。

3 導(dǎo)體直流電阻的定義

電阻率是用來(lái)表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某種物質(zhì)所制成的原件（常溫下20℃）的電阻與橫截面積的乘積與長(zhǎng)度的比值叫做這種物質(zhì)的電阻率。電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積等因素?zé)o關(guān)，是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì)，由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān)。

電阻率在國(guó)際單位制中的單位是Ω·m，電線的導(dǎo)體電阻則使用Ω·km的單位。

4 導(dǎo)體直流電阻的測(cè)試

電線電纜的絕緣電阻測(cè)試方法見(jiàn)GB/T3048.4-2007《導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)》。一般情況下，銅導(dǎo)體及小截面鋁導(dǎo)體樣品均采用1米的有效測(cè)試長(zhǎng)度，大截面的鋁導(dǎo)體樣品則應(yīng)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)要求的合適長(zhǎng)度。同時(shí)對(duì)于大截面的鋁導(dǎo)體進(jìn)行導(dǎo)體電阻測(cè)試前，建議使用壓接鋁壓接頭（鋁鼻子）的方式進(jìn)行處理，對(duì)于檢測(cè)出真實(shí)有效的導(dǎo)體電阻具有較高的準(zhǔn)確度。

導(dǎo)體電阻的測(cè)試需要在（15～25℃）和空氣濕度不大于85%的試驗(yàn)環(huán)境中放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間，放置和試驗(yàn)過(guò)程中，環(huán)境溫度的變化應(yīng)不超過(guò)±1℃。應(yīng)使用精確度為0.1℃的溫度計(jì)放置在導(dǎo)體電阻測(cè)試儀附近進(jìn)行溫度的監(jiān)控。

在測(cè)試導(dǎo)體電阻值較?。ń孛孑^大）的樣品時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意電流端與電位端之間的距離應(yīng)當(dāng)大于導(dǎo)體周長(zhǎng)的1.5倍，且測(cè)試時(shí)應(yīng)當(dāng)避免長(zhǎng)時(shí)間高電壓大電流對(duì)導(dǎo)體的升溫，應(yīng)當(dāng)采取電流換向法測(cè)試正向讀數(shù)和反向讀數(shù)，并計(jì)算平均值。對(duì)于細(xì)微導(dǎo)體的測(cè)量，應(yīng)當(dāng)選擇較小的測(cè)試電流，避免導(dǎo)體升溫。測(cè)試時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免改變樣品本身的形態(tài)，例如RVS、RVV等絞合的電線，不需要制備單根絕緣拉直測(cè)量導(dǎo)體電阻，應(yīng)當(dāng)選擇成品的一米長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，且剝除絕緣后，不應(yīng)手動(dòng)扭絞導(dǎo)體，不應(yīng)彎折導(dǎo)體。大截面導(dǎo)體在測(cè)試時(shí)應(yīng)當(dāng)避免導(dǎo)體松動(dòng)，尤其是分割導(dǎo)體，應(yīng)當(dāng)緊壓導(dǎo)體進(jìn)行測(cè)試。要注意對(duì)樣品導(dǎo)體表面進(jìn)行清理，去除半導(dǎo)電屏蔽、防銹涂層等影響導(dǎo)體電阻測(cè)試的介質(zhì)。

接觸電阻是影響測(cè)試結(jié)果最主要的因素。測(cè)試過(guò)程中測(cè)試導(dǎo)體表面始終暴露于空氣中并逐漸形成氧化層，該氧化層與被測(cè)試導(dǎo)體的電阻率不同，在檢測(cè)過(guò)程中樣品與夾具連接后，該氧化層產(chǎn)生的電阻隨氧化層厚度、接觸面積等因素變化而變化，使得測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。同樣地在導(dǎo)體電阻測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)單線中，因氧化層產(chǎn)生的接觸電阻也存在。如果被測(cè)試導(dǎo)體的橫截面積較大，那么測(cè)試所得結(jié)果由氧化層增加而產(chǎn)生的誤差也更大。測(cè)試系統(tǒng)中我們一般采用刀形夾具或環(huán)形夾具。刀形夾具適宜測(cè)量單線和實(shí)心線。刀形夾具在垂直方向上夾緊樣本，故不適宜測(cè)量橫截面積較大的線芯，會(huì)使得線芯變形，單線分散，使得測(cè)試結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。而環(huán)形夾具從各個(gè)方向夾緊線芯，不會(huì)產(chǎn)生單線分散，但使得各個(gè)單線過(guò)度接觸，產(chǎn)生接觸電阻，并且接觸越緊電阻越大，故測(cè)試結(jié)果也存在系統(tǒng)誤差。我們通過(guò)盡量靠近夾具和線芯的兩端，或者將電流直接通過(guò)連接位置來(lái)降低上述誤差。

5 不確定度來(lái)源及分析

測(cè)量不確定度是與測(cè)量結(jié)果關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)，用于表征合理賦予被測(cè)量的值的分散性。它可以用于“不確定度”方式，也可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差（或其給定的倍數(shù)）或給定置信度區(qū)間的半寬度。該參量常由很多分量組成，它的表達(dá)（GUM）中定義了獲得不確定度的不同方法。

在實(shí)踐中，測(cè)量不確定度可能來(lái)源于以下6個(gè)方面：（1）絕緣電阻、導(dǎo)體電阻測(cè)試儀的計(jì)量、校準(zhǔn)誤差引入不確定度;（2）對(duì)絕緣重復(fù)測(cè)試時(shí)，樣品經(jīng)過(guò)多次充放電后，絕緣介質(zhì)變化過(guò)程的不確定度;（3）取樣的代表性不夠，即被測(cè)量的樣本不能代表所定義的被測(cè)量;（4）測(cè)試環(huán)境溫度、濕度對(duì)測(cè)試的影響不確定度;（5）測(cè)試樣品長(zhǎng)度誤差引入的不確定度;（6）測(cè)試環(huán)境的溫度波動(dòng)產(chǎn)生的不確定度。

6 結(jié)語(yǔ)

絕緣電阻、導(dǎo)體直流電阻測(cè)試都是重要電線檢測(cè)項(xiàng)目，關(guān)乎質(zhì)量及安全的最重要項(xiàng)目，因此對(duì)于這兩個(gè)項(xiàng)目的研究和探討非常有意義。減少誤差，提高準(zhǔn)確度，充分考慮不確定度，有助于尋找正確的檢驗(yàn)結(jié)果。