技术研讨|浅谈电线电缆绝缘电阻、导体直流电阻检测

    摘要:导体直流电阻和绝缘电阻是电线电缆的电性能检测重要项目之一,也是电缆产品质量优劣的重要性能指标。绝缘材料电气性能的重要指标,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;导体电气性能的重要指标,通过测定导体直流电阻来确定导体本身材质的优劣,也可判定电缆生产导体工艺的稳定性。

    关键词:绝缘电阻、导体直流电阻、检测设备、检测误差、试样处理。

    一、引言

         电缆导体直流电阻和绝缘电阻**出国家标准规定的标准,是目前电缆产品质量存在的**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**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*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,**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*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**过±1℃。应使用**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。或处理不彻底,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彻底消除弯曲现象,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*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。

    四、结束语

    绝缘电阻、导体直流电阻是反映电缆产品质量优劣的重要指标,因此,在电阻测量过程中,应尽量可能消除设备及测量方法产生的系统误差,减少操作时引发的偶然误差及环境误差,正确进行数据修约处理等,为科学评价电缆产品质量提供可靠准确的检测数据。


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