談電線電纜絕緣電阻的測試

    一、試驗現象

    影響電線電纜絕緣電阻測量的因素有儀器準確度、環境條件和人員素質等幾個方面,下面以GB5023.3-1997中一般用途單芯硬導體無護套電纜（型號227IEC01（BV））為例,談談絕緣電阻測量中應注意的幾個問題。按GB5023.3之規定：試驗應在5m長的絕緣線芯上進行,水溫為（70±2）℃,仲裁試驗時為（70±1）℃,浸水時間不小于2h,絕緣電阻應在施加電壓1分鐘后測量。如何理解標準中的這些要求,它們對測量結果有何影響?下面舉例說明。

    本試驗共進行了四次：

    第1次：5m長、70℃絕緣電阻、1分鐘讀數測量值為：6.80×106Ω

    第2次：5m長、70℃絕緣電阻、1.5分鐘讀數測量值為：7.01×106Ω

    第3次：5m長、20℃絕緣電阻、1分鐘讀數測量值為：109.6×106Ω

    第4次：10m長、70℃絕緣電阻、1分鐘讀數測量值為：3.40×106Ω

    二、原因分析

    同樣一組電線的絕緣電阻在不同溫度、不同長度、不同讀數時間為什么會有如此大的差別?現分析如下：

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=當絕緣層加上直流電壓時,沿絕緣表面和絕緣內部均有微弱電流通過,對應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,只有極少數的產品有表面絕緣電阻的要求（如汽車高壓點火線）。

    絕緣層加上電壓后,流經絕緣內部的電流有下面四種：

    1.電容電流

因介質極化而產生,實際上以導體和外極（絕緣層）作為一對電級構成一個電器的電容電流,電容電流按指數規律隨時間很快的衰減,一般在數毫秒時間內接近消失。

    2.不可逆吸收電流

因絕緣材料中的電解電導而產生,經數秒后衰減至零。

    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zui大值,然后趨向位移穩定,經數分鐘后趨于消失。

    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電雜質所產生的,與電壓施加時間無關,在電場強度不太高時符合歐姆定律,電阻隨溫度升高而增大。它的大小反應了絕緣品質的優劣,嚴格說來,只有對應恒定電導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間而衰減的電流,因此理論上應該等這三種電流全部衰減完后,才讀出泄漏電流的數值,以計算絕緣電阻,但由于可吸收電流要經數分鐘后才趨于消失,考慮到測量系統長時間的穩定性,測量時間不宜太長。同樣測量條件,讀數時間不同會造成很大差別,讀數時間長,將造成數值偏大,從第1次和第2次的數據可明顯看出。因此標準中明確規定在接通電流1分鐘后讀數（即正達1分鐘時讀數）,1分鐘讀數既保證了非泄漏電流大部分已消失,又使測量時間有了統一,使數值具有重復性和可比性。第1次和第3次的數據表明隨著溫度的升高絕緣電阻迅速下降,這是因為隨溫度的升高,絕緣材料中的雜質離子運動速度加快,使得電導增大,絕緣電阻下降,溫度與絕緣電阻的關系近似符合指數關系。因此測量時,必須嚴格控制溫度,長度的不同絕緣電阻測量值也不同,這是因為絕緣電阻與長度成反比,測量電線長度時,誤差要控制在±1%內。

    三、結束語

    絕緣電阻的數值與產品的長度成反比,且與溫度有密切關系。在產品標準中為了統一和方便,均以20℃（或70℃）時,長度為1km時絕緣電阻zui低極限值作為標準值（此標準值可以通過理論計算得出）,為此產品標準中有著嚴格的試驗條件,所以在測試過程中應嚴格按標準進行,不得放松試驗條件,以免影響測量的準確性