技术研讨|浅谈电线电缆绝缘电阻、导体直流电阻检测

一、引言

     电缆导体直流电阻和绝缘电阻超出国家标准规定的标准，是目前电缆产品质量存在的突出问题之一。导体材质低劣或导线线径过小均会造成导体直流电阻超标，导致导体载流量下降，长时间处于负荷状态而发热，影响电缆寿命，严重时有引发火灾。绝缘电阻是表征电线电缆绝缘特性的重要参数，当电缆受潮或受热时，绝缘材料便老化，其绝缘电阻便降低。准确测定电线电缆的绝缘电阻对于验证其绝缘性能是否具备可靠性，防止电缆击穿事故的发生有着重要意义。

     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，同时也能确定信号，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结构，对于电线来说，绝缘及护套的好坏，对于使用寿命及安全有至关重要的意义。

二、绝缘电阻的定义

2.1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℃以下浸泡的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《电线电缆电性能试验方法第5部分绝缘电阻试验》。

2.2绝缘电阻的测试

2.2.1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正常运作，电气调零后用80-500V充电1分钟后，进行测试，测试时间为1分钟。

2.2.2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计环境下，测试绝缘电阻值。

三、导体直流电阻的定义

3.1电阻的定义是指电子在导体中流动所受到的阻力,我们称为电阻。这种阻力一般有两种：

    （1）所用导体的材料本身，材料本身具有一定的不导电杂质。另外,材料的几何尺寸也会形成电阻,几何尺寸太小，超量的电子流动必然在导体中发生拥挤，碰撞而形成阻力；

    （2）环境温度高低也会影响。

3.2导体直流电阻的测试      

     电线电缆的导体直流电阻测试方法见GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分导体直流电阻试验》。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适合长度。同时对于大截面的铝导体进行导体直流电阻测试前，建议使用压接铝压接头的方式进行处理，对于检测出真实有效大截面导体直流电阻具有较高的准确度。

     导体直流电阻的测试需要在（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℃的温度计放置的导体直流电阻测试仪附近进行温度的监控。

     电缆样品导体表面有附着物，污秽和油垢或表面有氧化层，在试样进入测量系统前应进行处理。或处理不che底，均会导致检测结果存在误差。在制样剥除电缆覆盖物时损伤导体，特别是截面积小或多股绞合柔软的导体，也会影响检测结果；因搬运移动过程中碰撞等原因，使电缆试样产生弯曲，特别是大面积电缆，在样品接入测量系统前未che底消除弯曲现象，导致检测结果偏大。

     在测试导体直流电阻值较小（截面积大）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直流电阻，应当选择成品的1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，尤其的分割导体，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直流电阻测试的介质。

     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。同样地在导体直流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。刀形夹具适宜测试测量单线和实芯线，刀形夹具在垂直方向上加紧样本，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加紧线芯，不会产生单线分散，但会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。

3.3各种误差来源及分析

在实践中，测量误差可能来源于以下6个方面：

（1）绝缘电阻、导体直流电阻测试仪的计量、校准引入误差；

（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对象；

（4）测试环境温度，湿度对测试的影响误差；

（5）测试样品长度误差引入的误差；

（6）样品处理不当引起的误差。