影響電線電纜絕緣電阻準確測量的因素分析

謝莉杰

摘 要：本文分析了絕緣電阻準確測量的重要性，介紹了絕緣電阻的基本原理，分析了絕緣電阻測量過程中存在的影響因素，并結(jié)合不同條件下的試驗結(jié)果，討論了如何避免這些影響因素。

關鍵詞：絕緣電阻；準確測量；影響因素

中圖分類號：TM201 文獻標識碼：A

0.引言

絕緣電阻是電線電纜最基本的電氣性能之一，它反映了電線電纜承受電擊穿或熱擊穿的能力。通過測量絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝中的缺陷，如絕緣材料中含有導電雜質(zhì)；絕緣材料受潮；絕緣厚度偏心等。同時絕緣結(jié)構(gòu)在不同運行條件下的使用性能，也可以通過絕緣電阻來體現(xiàn)。在電線電纜正常運行工作過程中，絕緣材料會逐漸發(fā)生老化，絕緣電阻也會隨之下降，長期下來就會存在安全隱患。因此對于已經(jīng)投入使用的電纜，需要定期跟蹤該電纜的絕緣質(zhì)量變化，定期測量其絕緣電阻。為驗證絕緣材料可靠性和預防安全事故發(fā)生，必須準確測量電線電纜的絕緣電阻。而如何提高絕緣電阻測量的準確性，就有必要對絕緣電阻測量的影響因素加以研究。

1.測量絕緣電阻的基本原理

在絕緣上施加直流電壓時，會有電流流過絕緣內(nèi)部。根據(jù)電流形成原因的不同，可分為4種，見表1。

根據(jù)GB/T 3048.5-2007，絕緣電阻是施加在試樣的直流電壓與泄漏電流之比，即：R=U/I。其中，R為絕緣電阻；U為施加于試樣的直流電壓；I為通過試樣的泄漏電流。

2.影響測量結(jié)果的因素分析

（1）溫度的影響

絕緣材料的溫度發(fā)生變化，其絕緣電阻也隨之變化，而絕緣的種類不同，其變化的程度也不同。這是因為溫度升高后，絕緣內(nèi)部離子的運動速度加快，電導能力增強。所以在測量開始之前要使試樣的溫度與規(guī)定的溫度達到平衡，在測量過程中，要防止溫度發(fā)生波動。

（2）長度的影響

絕緣電阻與試樣有效長度成反比關系，試樣有效長度越長，絕緣電阻越小。在GB/T 3048.5-2007中規(guī)定，試樣的有效長度測量誤差應不超過±1%。因此，在試樣制備過程中，一定要注意減少測量誤差，保證試樣的有效長度。

（3）剩余電荷的影響

在可能有剩余電荷的電纜上做絕緣電阻測量時，若不進行充分放電，則會出現(xiàn)虛假的測量數(shù)據(jù)而影響測量的準確性。這是因為當剩余電荷與測量電壓相同時，相當于兩電壓疊加，絕緣介質(zhì)內(nèi)部電子和離子的運動加速，相應的絕緣電阻值降低。因此，重復進行試驗時，必須在加電壓之前應使試樣充分放電，方可進行測量。在GB/T 3048.5-2007中也規(guī)定了，放電時間應不少于試樣充電時間的4倍。

（4）充電時間的影響

如前面所述，在給試樣施加電壓后，絕緣中存在著3種隨時間而衰減的電流。若等3種電流都完全衰減再讀數(shù)，則測量時間太長，測量系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且工作量也會加大，因此GB/T 3048.5-2007中推薦1min讀數(shù)。這樣，這3種電流已經(jīng)基本衰減為零，測量時間具有統(tǒng)一性，讀數(shù)也具有準確性和可比性，同時工作效率也大大提高。

3.絕緣電阻測量試驗及結(jié)果分析

下面選取GB/T 5023.3-2008中的60227 IEC 01（BV）450/750V 1×2.5為試樣，按照GB/T 5023.2-2008規(guī)定進行4組試驗。其中1號試樣有效浸水長度為5m，水溫為70℃，讀數(shù)時間為1min；2號試樣有效浸水長度為5m，水溫為70℃，讀數(shù)時間為5min；3號試樣有效浸水長度為10m，水溫為70℃，讀數(shù)時間為1min；4號試樣有效浸水長度為5m，水溫為20℃，讀數(shù)時間為1min。這4個試樣均取自同一捆試樣，以確保數(shù)據(jù)的均勻性和可比性。試驗數(shù)據(jù)見表2。

從表2可以看出，同一組電線在不同讀數(shù)時間、不同長度、不同溫度的條件下，測得的絕緣電阻也是不同的。

從1號試樣和2號試樣可以看出，讀數(shù)時間越長，測量值越大。這是因為隨著充電時間增加，絕緣內(nèi)部的非電導電流逐漸衰減為零，最后剩下穩(wěn)定的電導電流，因此測試時間越長，絕緣電阻數(shù)值越大。

1號、3號試樣相比較可以看出，絕緣電阻與有效長度成反比，試樣長度越長，絕緣電阻越小。所以，在試驗時應注意控制有效長度的測量誤差。

1號、4號試樣相比較可以看出，隨著溫度的升高，絕緣電阻卻急劇下降。這是因為溫度越高，絕緣中的雜質(zhì)離子運動越快，電導能力就越強，因此溫度是影響測量結(jié)果的重要因素，在測量過程中，要注意控制好溫度，減少溫度波動。

結(jié)語

絕緣電阻是表征電線電纜絕緣特性的重要參數(shù)，因此絕緣電阻的準確測量至關重要。在絕緣電阻測量過程中，溫度、有效長度、剩余電荷、充電時間等都有可能影響測量值。因此，試驗人員在進行試驗時要注意避免這些影響因素，以提高絕緣電阻測量的準確性。

參考文獻

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