絕緣電阻是反映電線(xiàn)電纜產(chǎn)品絕緣特性的主要指標,它反映了線(xiàn)纜產(chǎn)品承受電擊穿或熱擊穿能力的大小,與絕緣的介質(zhì)損耗以及絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐步劣化等均存在著(zhù)極為密切的關(guān)系。產(chǎn)品的絕緣電阻主要取決于所選用的絕緣材料,但工藝水平對絕緣電阻的影響很大,因此測定絕緣電阻是監督材料質(zhì)量和工藝水平的一種方法。測定絕緣電阻可以發(fā)現工藝的缺陷,同時(shí)也是研究絕緣材料的品質(zhì)和特性,研究絕緣結構以及產(chǎn)品在各種運行條件下的使用性能等各方面的重要手段,對于已投入運行的產(chǎn)品,絕緣電阻是判斷產(chǎn)品品質(zhì)變化的重要依據之一。絕緣電阻測量準確與否直接影響產(chǎn)品品質(zhì)的判定,因此要注重絕緣電阻的測量問(wèn)題。
一、試驗現象
影響電線(xiàn)電纜絕緣電阻測量的因素有儀器準確度、環(huán)境條件和人員素質(zhì)等幾個(gè)方面,下面以GB5023.3-1997中一般用途單芯硬導體無(wú)護套電纜(型號227IEC01(BV))為例,談?wù)劷^緣電阻測量中應注意的幾個(gè)問(wèn)題。按GB5023.3之規定:試驗應在5m長(cháng)的絕緣線(xiàn)芯上進(jìn)行,水溫為(70±2)℃,仲裁試驗時(shí)為(70±1)℃,浸水時(shí)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(shuō)明。
本試驗共進(jìn)行了四次:
第1次:5m長(cháng)、70℃絕緣電阻、1分鐘讀數測量值為:6.80×106Ω
第2次:5m長(cháng)、70℃絕緣電阻、1.5分鐘讀數測量值為:7.01×106Ω
第3次:5m長(cháng)、20℃絕緣電阻、1分鐘讀數測量值為:109.6×106Ω
第4次:10m長(cháng)、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(xiàn)的絕緣電阻在不同溫度、不同長(cháng)度、不同讀數時(shí)間為什么會(huì )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
當絕緣層加上直流電壓時(shí),沿絕緣表面和絕緣內部均有微弱電流通過(guò),對應于這兩種電流的電阻分別稱(chēng)為表面絕緣電阻和體積絕緣電阻,一般不加特別說(shuō)明的絕緣電阻均指體積絕緣電阻,只有極少數的產(chǎn)品有表面絕緣電阻的要求(如汽車(chē)高壓點(diǎn)火線(xiàn))。
絕緣層加上電壓后,流經(jīng)絕緣內部的電流有下面四種:
1.電容電流
因介質(zhì)極化而產(chǎn)生,實(shí)際上以導體和外極(絕緣層)作為一對電級構成一個(gè)電器的電容電流,電容電流按指數規律隨時(shí)間很快的衰減,一般在數毫秒時(shí)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(chǎn)生,經(jīng)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最大值,然后趨向位移穩定,經(jīng)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(zhì)所產(chǎn)生的,與電壓施加時(shí)間無(wú)關(guān),在電場(chǎng)強度不太高時(shí)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(zhì)的優(yōu)劣,嚴格說(shuō)來(lái),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(zhù)三種隨時(shí)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(jīng)數分鐘后才趨于消失,考慮到測量系統長(cháng)時(shí)間的穩定性,測量時(shí)間不宜太長(cháng)。同樣測量條件,讀數時(shí)間不同會(huì )造成很大差別,讀數時(shí)間長(cháng),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(shí)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(shí)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(zhù)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(zhì)離子運動(dòng)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(guān)系近似符合指數關(guān)系。因此測量時(shí),必須嚴格控制溫度,長(cháng)度的不同絕緣電阻測量值也不同,這是因為絕緣電阻與長(cháng)度成反比,測量電線(xiàn)長(cháng)度時(shí),誤差要控制在±1%內。
三、結束語(yǔ)
絕緣電阻的數值與產(chǎn)品的長(cháng)度成反比,且與溫度有密切關(guān)系。在產(chǎn)品標準中為了統一和方便,均以20℃(或70℃)時(shí),長(cháng)度為1km時(shí)絕緣電阻最低極限值作為標準值(此標準值可以通過(guò)理論計算得出),為此產(chǎn)品標準中有著(zhù)嚴格的試驗條件,所以在測試過(guò)程中應嚴格按標準進(jìn)行,不得放松試驗條件,以免影響測量的準確性。