作者：刘敏

来源：《山东工业技术》2015年第17期

        （广东产品质量监督检验研究院，广州 510330）

        摘 要：导体电阻及绝缘电阻是电线的电性能检测重要项目之一，是考核导体、绝缘材料电气绝缘性能的重要指标，通过测定绝缘电阻不仅可以发现生产过程中的工艺缺陷，也能考核材料的好坏。同时根据实验室要求，对测试绝缘电阻的不确定度进行研究。

        关键词：电线绝缘电阻;绝缘电阻;测试不确定度;导体电阻

        0 引言

         电线电缆是重要工业产品，现代社会离不开电线电缆的存在，电线电缆不仅用于电力的输送，同时也能输送信号。电线的结构比较简单，主要是导体、绝缘层、护套层、内衬层或隔离层以及铠装层构成，对于电线来说，绝缘及护套质量的好坏，对于使用的寿命及安全有至关重要的意义。

         其中绝缘及护套材料的电气性能是重要的质量指标，绝缘性能越好，电线能承受的电压则越高，越不容易泄露电流。因此本文通过标准的检测方法，及检验研究，做出了绝缘电阻检测及不确定的研究。

        1 绝缘电阻的定义

         绝缘电阻是指在一定条件下，处于两个导体之间的绝缘材料的电阻。电线的绝缘电阻测试方式主要有2种：100℃以下浸泡在水中进行绝缘电阻测试;100℃以上放置在烘箱中进行测试。电线电缆的绝缘电阻测试方法见GB/T3048.5-2007《绝缘电阻试验》。

        2 绝缘电阻的测试

        2.1 在水中测试

         首先按照标准要求制备样品，例如剥除绝缘外或保留屏蔽层等，适合的浸水长度及露出水面长度，检查测试水温，并放置足够长的时间后测试。测试时应先进行仪器的功能性检查，确保仪器正常运作，电气调零后用500V档充电1分钟后，进行测试，测试时间也是1分钟。

        2.2 在烘箱或空气中测试

         按照要求制备样品后，检查烘箱温度，放置绝缘垫层在烘箱中，让样品尽量不触及烘箱。在足够长的测试温度及环境下，测试绝缘电阻值。

        3 导体直流电阻的定义

         电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件（常温下20℃）的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关。

         电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，电线的导体电阻则使用Ω·km的单位。

        4 导体直流电阻的测试

         电线电缆的绝缘电阻测试方法见GB/T3048.4-2007《导体直流电阻试验》。一般情况下，铜导体及小截面铝导体样品均采用1米的有效测试长度，大截面的铝导体样品则应当采用标准要求的合适长度。同时对于大截面的铝导体进行导体电阻测试前，建议使用压接铝压接头（铝鼻子）的方式进行处理，对于检测出真实有效的导体电阻具有较高的准确度。

         导体电阻的测试需要在（15～25℃）和空气湿度不大于85%的试验环境中放置足够长的时间，放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过±1℃。应使用精确度为0.1℃的温度计放置在导体电阻测试仪附近进行温度的监控。

         在测试导体电阻值较小（截面较大）的样品时，应当注意电流端与电位端之间的距离应当大于导体周长的1.5倍，且测试时应当避免长时间高电压大电流对导体的升温，应当采取电流换向法测试正向读数和反向读数，并计算平均值。对于细微导体的测量，应当选择较小的测试电流，避免导体升温。测试时应当尽量避免改变样品本身的形态，例如RVS、RVV等绞合的电线，不需要制备单根绝缘拉直测量导体电阻，应当选择成品的一米长度进行测量，且剥除绝缘后，不应手动扭绞导体，不应弯折导体。大截面导体在测试时应当避免导体松动，尤其是分割导体，应当紧压导体进行测试。要注意对样品导体表面进行清理，去除半导电屏蔽、防锈涂层等影响导体电阻测试的介质。

         接触电阻是影响测试结果最主要的因素。测试过程中测试导体表面始终暴露于空气中并逐渐形成氧化层，该氧化层与被测试导体的电阻率不同，在检测过程中样品与夹具连接后，该氧化层产生的电阻随氧化层厚度、接触面积等因素变化而变化，使得测试结果不准确。同样地在导体电阻测试系统的各个单线中，因氧化层产生的接触电阻也存在。如果被测试导体的横截面积较大，那么测试所得结果由氧化层增加而产生的误差也更大。测试系统中我们一般采用刀形夹具或环形夹具。刀形夹具适宜测量单线和实心线。刀形夹具在垂直方向上夹紧样本，故不适宜测量横截面积较大的线芯，会使得线芯变形，单线分散，使得测试结果存在系统误差。而环形夹具从各个方向夹紧线芯，不会产生单线分散，但使得各个单线过度接触，产生接触电阻，并且接触越紧电阻越大，故测试结果也存在系统误差。我们通过尽量靠近夹具和线芯的两端，或者将电流直接通过连接位置来降低上述误差。

        5 不确定度来源及分析

         测量不确定度是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性。它可以用于“不确定度”方式，也可以是一个标准偏差（或其给定的倍数）或给定置信度区间的半宽度。该参量常由很多分量组成，它的表达（GUM）中定义了获得不确定度的不同方法。

         在实践中，测量不确定度可能来源于以下6个方面：（1）绝缘电阻、导体电阻测试仪的计量、校准误差引入不确定度;（2）对绝缘重复测试时，样品经过多次充放电后，绝缘介质变化过程的不确定度;（3）取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量;（4）测试环境温度、湿度对测试的影响不确定度;（5）测试样品长度误差引入的不确定度;（6）测试环境的温度波动产生的不确定度。

        6 结语

         绝缘电阻、导体直流电阻测试都是重要电线检测项目，关乎质量及安全的最重要项目，因此对于这两个项目的研究和探讨非常有意义。减少误差，提高准确度，充分考虑不确定度，有助于寻找正确的检验结果。下载本文