電線絕緣電阻及導體電阻檢測

（廣東產品質量監督檢驗研究院，廣州 510330）

摘 要：導體電阻及絕緣電阻是電線的電性能檢測重要項目之一，是考核導體、絕緣材料電氣絕緣性能的重要指標，通過測定絕緣電阻不僅可以發現生產過程中的工藝缺陷，也能考核材料的好壞。同時根據實驗室要求，對測試絕緣電阻的不確定度進行研究。

關鍵詞：電線絕緣電阻;絕緣電阻;測試不確定度;導體電阻

0 引言

電線電纜是重要工業產品，現代社會離不開電線電纜的存在，電線電纜不僅用于電力的輸送，同時也能輸送信號。電線的結構比較簡單，主要是導體、絕緣層、護套層、內襯層或隔離層以及鎧裝層構成，對于電線來說，絕緣及護套質量的好壞，對于使用的壽命及安全有至關重要的意義。

其中絕緣及護套材料的電氣性能是重要的質量指標，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。因此本文通過標準的檢測方法，及檢驗研究，做出了絕緣電阻檢測及不確定的研究。

1 絕緣電阻的定義

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

2 絕緣電阻的測試

2.1 在水中測試

首先按照標準要求制備樣品，例如剝除絕緣外或保留屏蔽層等，適合的浸水長度及露出水面長度，檢查測試水溫，并放置足夠長的時間后測試。測試時應先進行儀器的功能性檢查，確保儀器正常運作，電氣調零后用500V檔充電1分鐘后，進行測試，測試時間也是1分鐘。

2.2 在烘箱或空氣中測試

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。在足夠長的測試溫度及環境下，測試絕緣電阻值。

3 導體直流電阻的定義

電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種物質所制成的原件（常溫下20℃）的電阻與橫截面積的乘積與長度的比值叫做這種物質的電阻率。電阻率與導體的長度、橫截面積等因素無關，是導體材料本身的電學性質，由導體的材料決定，且與溫度有關。

電阻率在國際單位制中的單位是Ω·m，電線的導體電阻則使用Ω·km的單位。

4 導體直流電阻的測試

電線電纜的絕緣電阻測試方法見GB/T3048.4-2007《導體直流電阻試驗》。一般情況下，銅導體及小截面鋁導體樣品均采用1米的有效測試長度，大截面的鋁導體樣品則應當采用標準要求的合適長度。同時對于大截面的鋁導體進行導體電阻測試前，建議使用壓接鋁壓接頭（鋁鼻子）的方式進行處理，對于檢測出真實有效的導體電阻具有較高的準確度。

導體電阻的測試需要在（15～25℃）和空氣濕度不大于85%的試驗環境中放置足夠長的時間，放置和試驗過程中，環境溫度的變化應不超過±1℃。應使用精確度為0.1℃的溫度計放置在導體電阻測試儀附近進行溫度的監控。

在測試導體電阻值較小（截面較大）的樣品時，應當注意電流端與電位端之間的距離應當大于導體周長的1.5倍，且測試時應當避免長時間高電壓大電流對導體的升溫，應當采取電流換向法測試正向讀數和反向讀數，并計算平均值。對于細微導體的測量，應當選擇較小的測試電流，避免導體升溫。測試時應當盡量避免改變樣品本身的形態，例如RVS、RVV等絞合的電線，不需要制備單根絕緣拉直測量導體電阻，應當選擇成品的一米長度進行測量，且剝除絕緣后，不應手動扭絞導體，不應彎折導體。大截面導體在測試時應當避免導體松動，尤其是分割導體，應當緊壓導體進行測試。要注意對樣品導體表面進行清理，去除半導電屏蔽、防銹涂層等影響導體電阻測試的介質。

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

5 不確定度來源及分析

測量不確定度是與測量結果關聯的一個參數，用于表征合理賦予被測量的值的分散性。它可以用于“不確定度”方式，也可以是一個標準偏差（或其給定的倍數）或給定置信度區間的半寬度。該參量常由很多分量組成，它的表達（GUM）中定義了獲得不確定度的不同方法。

在實踐中，測量不確定度可能來源于以下6個方面：（1）絕緣電阻、導體電阻測試儀的計量、校準誤差引入不確定度;（2）對絕緣重復測試時，樣品經過多次充放電后，絕緣介質變化過程的不確定度;（3）取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量;（4）測試環境溫度、濕度對測試的影響不確定度;（5）測試樣品長度誤差引入的不確定度;（6）測試環境的溫度波動產生的不確定度。

6 結語

絕緣電阻、導體直流電阻測試都是重要電線檢測項目，關乎質量及安全的最重要項目，因此對于這兩個項目的研究和探討非常有意義。減少誤差，提高準確度，充分考慮不確定度，有助于尋找正確的檢驗結果。