技術(shù)文章
如何 準(zhǔn)確測(cè)量 電線 電纜的絕緣 電阻
摘 要：絕緣電阻是 電線電纜*基本的電氣性能，它反 映產(chǎn)品在正常工作狀態(tài)下所具有的電氣絕
緣性能，它是反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性的重要指標(biāo)。通過(guò)測(cè)定絕緣 電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝中的缺
陷、所選用絕緣材料的優(yōu)劣等。通過(guò)絕緣電阻的概念，測(cè)試的 目的、重要性、影響因素和測(cè)試方法
等幾方面探討 ，闡述 了如何 準(zhǔn)確地測(cè)量 電線電纜的絕緣 電阻。
關(guān)鍵詞：電線電纜 ；絕緣電阻；影響因素；測(cè)試
中圖分類 號(hào) ：TD665 文 獻(xiàn)標(biāo) 識(shí)碼 ：B 文章 編號(hào) ：1003—496X(2006)07—0049—03
1 絕緣 電 阻的概念
電性能是電線電纜*基本的特性 。絕緣電阻是
電線電纜*基本的電氣性能，它是指在規(guī)定條件下 ，
處于兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣材料的電阻。絕緣電阻如
無(wú)特殊說(shuō)明，是指絕緣上所施加的直流電壓 【廠與泄
漏電流 jg的比值，即：Rf=U／Ig。
2 絕緣 電 阻測(cè) 試的 目的
絕緣電阻反映了產(chǎn)品在正常工作狀態(tài)下所具有
的電絕緣性能 ，因此 ，對(duì)大多數(shù)的 電線電纜產(chǎn) 品(裸
電線產(chǎn)品除外)均需測(cè)定其絕緣 電阻性能。對(duì) 電壓
等級(jí)較高、使用環(huán)境惡劣 、使用部位重要的產(chǎn)品更應(yīng)
重 視 。
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(duì)絕緣電阻的影響也很大。因此 ，對(duì)
正常生產(chǎn)的產(chǎn)品在工廠 中測(cè)試 絕緣電阻的 目的 ，主
要是作為監(jiān)督、控制材料質(zhì)量和工藝質(zhì)量的一種方
法 。
在設(shè)計(jì)和研制新產(chǎn) 品或選用新材料時(shí)，對(duì)絕緣
電阻及其各種可能的影響因素必須進(jìn)行大量的研究
試驗(yàn) ，以保證產(chǎn)品及所用材料能很好地滿足使 用要
求。此外 ，當(dāng)產(chǎn)品在某些特殊環(huán)境 中使用時(shí) ，必須進(jìn)
行有關(guān)的絕緣電阻性能研究試驗(yàn)。
3 絕緣電阻測(cè)試的重要性
絕緣電阻是反映電線電纜產(chǎn)品絕緣特性 的重要
指標(biāo) ，它與該產(chǎn)品能夠承受電擊穿或熱擊穿的能力 ，
與絕緣中的介質(zhì)損耗，以及絕緣材 料在工作狀態(tài) 的
逐步劣化等均存在著極為密切的相互依 賴關(guān)系。因
此，對(duì)用于工作 電壓為 500V及 以上電壓等級(jí)的產(chǎn)
品，一般均需測(cè)定其絕緣電阻，甚至對(duì)于低壓弱電流
的通信電線電纜，也把測(cè)定絕緣 電阻作為控制和保
證其絕緣品質(zhì)的主要參數(shù)。
測(cè)定絕緣電阻可以發(fā)現(xiàn)工藝中的缺陷，如：絕緣
干燥不透或護(hù)套損傷受潮 ；絕緣受到污染和有導(dǎo)電
雜質(zhì)混入 ；各種原 因引起 的絕緣穿透等。同時(shí)，測(cè)定
絕緣電阻也是研究絕緣材料的品質(zhì) 和特性，研究絕
緣結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品在各種運(yùn)行條件下的使用性能等方
面的重要手段。對(duì)于已投入運(yùn)行的產(chǎn)品，絕緣電阻
是判斷產(chǎn)品變化 的重要依據(jù)之一。因此，測(cè)定絕緣
電阻是十分重要的。
4 影響 絕緣 電阻 的主要 因素
4．1 絕緣 電阻與 泄漏 電流 (電導(dǎo) 電流)
當(dāng)絕緣層加上直流電壓時(shí)，沿絕緣表面和絕緣
內(nèi)部均有微弱的電流通過(guò) ，對(duì)應(yīng)于這兩種 電流的電
阻分別稱為表面絕緣 電阻和體積絕緣電阻。加上電
壓后 ，流 經(jīng)絕緣 內(nèi)部 的 電流有下 面 4種 ：
(1)充電電流。它因介質(zhì)的極化而產(chǎn)生 ，實(shí)際上
就是以導(dǎo)體和外電極 (金屬護(hù)套或屏蔽層)作 為一對(duì)
電極構(gòu)成一個(gè)電容器的充電電流。充電電流按指數(shù)
規(guī)律隨時(shí)間很快的衰減 ，一般在數(shù)毫秒時(shí)間 內(nèi)接近
消失 。
(2)不可逆吸收電流。它 因絕緣材料 中的電解
電導(dǎo)而產(chǎn)生，約經(jīng)數(shù)秒鐘衰減至零 。
(3)可逆吸收電流。它是絕緣材料的位移電流，
在施加電壓的瞬間達(dá)*大值，慢慢趨 向于位移穩(wěn)定，
約經(jīng)數(shù)分鐘才能趨 向于消失。
(4)電導(dǎo)電流 。它是絕緣材料 中自由離子及混
· 50 · 煤 礦 安 全 (Tot1380)
雜的導(dǎo)電雜質(zhì)所產(chǎn)生 ，與電壓施加時(shí) 間無(wú)關(guān)。在 電
場(chǎng)強(qiáng)度不太高時(shí)符合歐姆定律 且隨溫度的增高而
增加很快。它的大小反映了絕緣品質(zhì)的優(yōu)劣。它又
稱為泄漏電流。絕緣 電阻為：外加 電壓除以電導(dǎo) 電
流的值。
4．2 測(cè)試 電壓
測(cè)量絕緣 電阻時(shí)所施加的直流 電壓不能太高 ，
否則會(huì)導(dǎo)致絕緣 內(nèi)部局部放 電，既影響測(cè)量的正確
性又易造成絕緣損壞；也不能太低 ，以致影響測(cè)量的
靈敏度和準(zhǔn)確性 。測(cè)試電壓一般為 100～1000V。
4．3 測(cè)量 中的讀數(shù) 時(shí) 間
由于加上電壓后 ，絕緣 中存 在著 3種隨時(shí)間而
衰減的電流。因此 ，理論上應(yīng)等這三種 電流全 部衰
減完后才讀 出電導(dǎo)電流(泄漏 電流)的數(shù)值 ，以計(jì)算
絕緣 電阻。但時(shí)間太長(zhǎng)測(cè)量工作量大以及考慮到測(cè)
量系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性 ，因此 在測(cè)量方法的標(biāo) 準(zhǔn)中
明確規(guī)定在接通電流后不少于 1min，不超過(guò) 5min
讀數(shù)。這樣既保 證了非 電導(dǎo) 電流大部分 已經(jīng) 消失 ，
又使測(cè)量時(shí)間有了統(tǒng)一 ，使讀數(shù)具 有重復(fù)性和可 比
性，以及提高測(cè)量效率。
4．4 溫度 ，
電纜的絕緣 電阻與絕緣 電阻系數(shù)成正 比關(guān) 系，
在均勻電場(chǎng)下絕緣電阻系數(shù)隨溫度的上升而迅速下
降，其服從如下指數(shù)近似公式 ：
ate一
式 中， 為絕緣 電阻系數(shù) ， 為溫度 (℃)，a、a
為常數(shù)(與絕緣材料有關(guān))。
4．5 電場(chǎng) 強(qiáng)度
在電場(chǎng)強(qiáng)度較低時(shí) ，絕緣 電阻與電場(chǎng)強(qiáng)度幾乎
無(wú)關(guān) ；在電場(chǎng)強(qiáng)度較高時(shí) ，由于離子 遷移速率增加 ，
絕緣電阻迅速下降。電纜的絕緣 電阻可近似用經(jīng)驗(yàn)
公 式表達(dá) ：
= ke一。O／E
式中， 為絕緣電阻系數(shù) ， 為溫度(℃)，k、a、
y為常數(shù)(與絕緣材料有關(guān) )，E 為電場(chǎng)強(qiáng)度。
在接近擊穿的高場(chǎng)強(qiáng)范 圍時(shí) ，絕緣電阻系統(tǒng) 隨
電場(chǎng)強(qiáng)度近似按指數(shù)規(guī)律急劇下降 ，此時(shí)不僅離子
遷移速率迅 速增加 ，而且 還 出現(xiàn) 大量 的電子遷移 。
因此控制好電場(chǎng)強(qiáng)度的高低 ，對(duì)絕 緣電阻測(cè)量的準(zhǔn)
確性關(guān)系極大。
4．6 雜質(zhì)和濕度 ，
各種雜質(zhì)離子，特別是水分，會(huì)大大降低絕緣電
阻。含有雜質(zhì)的絕 緣，吸濕后其絕緣電阻下降的趨
勢(shì)尤 為顯著 。
5 絕緣電阻的測(cè)試方法
絕緣電阻的測(cè)試方法常用 的有兩種 ：直流 比較
法 ；電壓電流法(包括常用的兆歐表法和高阻計(jì)法)。
5．1 試驗(yàn) 設(shè) 備
如 ZC一90型絕緣電阻測(cè)試儀等。
5．2 試 樣 制備
(1)除產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 中另有規(guī)定外 ，試樣有效長(zhǎng)度應(yīng)
不小于 10m。應(yīng)小心的剝除試樣兩端絕緣外 的覆蓋
物 ，并注意不損傷絕緣表面。
(2)試樣應(yīng)在試驗(yàn)環(huán)境中放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間 ，使
試樣溫度和試驗(yàn)溫度平衡 ，并保持穩(wěn)定。
(3)浸入水中試驗(yàn)時(shí)，試樣兩個(gè)端頭露出水面的
長(zhǎng)度應(yīng)不小 于 250mm，絕緣部分露出的長(zhǎng)度應(yīng) 不
小 于 150mm。
在空氣 中試驗(yàn)時(shí)，試樣端部絕緣部分露 出的長(zhǎng)
度應(yīng)不小于 100mm。露 出的絕緣表面應(yīng)保持干燥
和 潔凈 。
5．3 試驗(yàn)程序
5．3．1 測(cè)試 接 線
(1)有金屬護(hù)套 、屏蔽層或鎧裝的電纜試樣。單
芯電纜 ，應(yīng)測(cè)量導(dǎo)體對(duì)金屬套或屏蔽層或鎧裝層之
間的絕緣電阻 ；多芯電纜，應(yīng)分別就每個(gè)導(dǎo)體對(duì)其余
線芯與金屬套或屏蔽層或鎧裝層連接進(jìn)行測(cè)量。
(2)非金屬護(hù)套 、非屏蔽或元鎧裝 的電纜試樣。
單芯電纜應(yīng)浸入水 中，測(cè)量導(dǎo)體對(duì)水之間的絕緣 電
阻；多芯電纜應(yīng)分別就每個(gè)導(dǎo)體對(duì)其余線芯進(jìn)行測(cè)
量 。
5．3．2 試樣長(zhǎng)度測(cè)量
將試樣接人測(cè)試系統(tǒng) ，試樣 的有效長(zhǎng)度測(cè)量誤
差應(yīng) 不超 過(guò) ±1％。
5．3．3 試驗(yàn)環(huán)境條件
除電線 電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定外，型式試驗(yàn)
或抽樣試驗(yàn)時(shí)測(cè)試應(yīng)在環(huán)境溫度 20±5℃和空氣相
對(duì)濕度不大于 80％的室 內(nèi)或水 中進(jìn)行。例行試驗(yàn)
時(shí)，測(cè)試一般在環(huán)境溫度為 0-35℃的室內(nèi)進(jìn)行 。
工作溫度下絕緣 電阻的試驗(yàn)溫度應(yīng)在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
中規(guī)定 ，溫度 的誤差應(yīng)不超過(guò) ±2℃。
有爭(zhēng)議時(shí)環(huán)境溫度或工作溫度的誤差應(yīng)不超過(guò)
±1℃ 。
5．3．4 高溫下絕緣 電阻測(cè)試方法
絕緣線芯 或單芯 電纜 的高溫下絕緣電阻可按
GB5013．2—1997中2．4規(guī)定的方法測(cè)試 ；或從成品
電纜上取 3～5m 電纜 ，將試樣作適合于絕緣電阻測(cè)
煤 礦 安 全 (2006—07) ·5l·
量的處理后 ，放入試驗(yàn)箱 中。在達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)溫度
后，保溫 2h，測(cè)量線芯絕緣 電阻。
5．3．5 試驗(yàn) 電壓 。
應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇對(duì)試樣 的測(cè)試 電壓 ，一
般為 ：100～1000V。
5．3．6 測(cè)試充 電時(shí)間
為使絕緣電阻測(cè)量值基本穩(wěn)定 ，測(cè)試充電時(shí)間
應(yīng)足夠充分 ，不少于 1min，不超過(guò) 5rain。
5．3．7 測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量誤差應(yīng)符合下述要求
被測(cè)試試樣 絕緣電阻值 為 1×10加Q及 以下，
測(cè)量誤差不超過(guò) ±10％。
被測(cè)試試樣絕緣 電阻值 為 1×10加Q以上 ，測(cè)
量誤差 不超 過(guò) ±20％。
絕緣電阻測(cè)試儀計(jì)量檢定 的校準(zhǔn)誤差超過(guò)以上
對(duì)應(yīng)值時(shí) ，應(yīng)停用。
5．4 試驗(yàn)結(jié)果及計(jì)算
每公里長(zhǎng)度的絕緣電阻應(yīng)按公式(1)計(jì)算 ：
RL=Rx。L (1)
式 中 Rl—— 每公里長(zhǎng)度絕緣電阻 ，Mfl／km；
R 試樣絕緣電阻 ，Mfl；
L ——試樣有效測(cè)量長(zhǎng)度，km。
20℃時(shí)每公里長(zhǎng)度的絕緣 電阻應(yīng)按公式(2)計(jì)
算 ：
R20=K·RL (2)
式中 R20——20℃ 時(shí) 每公 里長(zhǎng) 度 的絕緣 電阻，
Mfl／km；
K——絕緣電阻溫度校正 系數(shù)，例行試 驗(yàn)
時(shí)應(yīng)采 用相 關(guān)標(biāo) 準(zhǔn) 或制 造 廠 的規(guī)
定 ；型式試驗(yàn)或抽樣試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按 3．3
規(guī)定 調(diào)控試驗(yàn) 環(huán)境條件 ，不作溫度
校 準(zhǔn) 。
體積電阻率 p由所測(cè)得 的絕緣 電阻應(yīng)按 公式
(3)計(jì)算 ：
ID：l—n(D—／d) (L3_j)
式中 ID——體積電阻率 ，fl／cm ；
D——絕緣外徑，mm；
d——絕緣內(nèi)徑，mm。
(成型導(dǎo)體絕緣線 芯的 比值 D 是絕緣表 面
周長(zhǎng)與導(dǎo)體表面周長(zhǎng)的比值。)
絕緣電阻常數(shù) K應(yīng) 按公式(4)計(jì)算，以 Mfl／km
表示 。
Kf=LRx×10一n／lg(D／d)
=10-1 ×0．367p (4)
計(jì)算結(jié)果所取有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與產(chǎn) 品標(biāo)準(zhǔn)一
致 。
6 注意事項(xiàng)
(1)需要時(shí) ，可在試樣 兩端絕緣 表面上加保護(hù)
環(huán) ，并與測(cè)試系統(tǒng)的屏蔽相連接 。
(2)如試樣 的絕緣 電阻大 于 1×10挖Q和測(cè)量
時(shí)因外界電磁場(chǎng)或試樣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦?xí)饻y(cè)試
不穩(wěn)定時(shí) ，可將試樣靜置在整體屏蔽的條件下進(jìn)行
測(cè)試 。
(3)重復(fù)試驗(yàn)時(shí) ，在加電壓之前應(yīng)使試樣短路放
電，放電時(shí)間應(yīng)不少于充電時(shí)間的 4倍 ；如因試樣有
剩余 電荷而造成測(cè)量結(jié)果有明顯差別時(shí) ，必須先進(jìn)
行充分放電。對(duì)于這類試樣 ，無(wú)論是**次測(cè)試或
重復(fù)測(cè)試 ，均需充分放電。
(4)采用輸 出端對(duì)地懸浮的高阻計(jì) (ZC一9O型
絕緣 電阻測(cè)試儀)測(cè)量絕緣電阻時(shí)，推薦將高阻計(jì)的
測(cè)量端(低壓端)與被測(cè)絕緣線芯的導(dǎo)體相連，高阻
計(jì)的高壓端連接試樣 的另一極 接地 ；當(dāng)采用通用的
方法測(cè)量絕緣電阻時(shí) ，試樣必須對(duì)地絕緣，否則可能
使高阻計(jì)因輸 出的高壓端對(duì)地短路而損壞，或由于
加熱電源的干擾 ，可能影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。
(5)試驗(yàn)過(guò)程 中應(yīng)盡量避 免或減少環(huán)境溫、濕
度 ，外界電磁場(chǎng)和各種雜質(zhì)等對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。
7 結(jié) 論
嚴(yán)格按照絕緣電阻的測(cè)量方法排除各種與測(cè)量
有關(guān)的影響因素進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，不僅 可以發(fā)現(xiàn)電
線電纜絕緣層材料品質(zhì) 的優(yōu)劣、生產(chǎn)工藝中的缺陷
和大大提高電線電纜的性價(jià) 比、節(jié)約成本 ，還能通過(guò)
對(duì)絕緣電阻的準(zhǔn)確測(cè)量嚴(yán)格控制 電線電纜的絕緣電
阻，保證 出廠和進(jìn)入使用現(xiàn)場(chǎng)的電線電纜質(zhì)量，而且
還可以準(zhǔn)確地判定使用中的電纜 的電氣絕緣性的好
壞 ，以避免 由于絕 緣的事故引起供 電系統(tǒng)的故障而
引發(fā)**生產(chǎn)事故 ?？傊瑴?zhǔn)確地測(cè)定絕緣 電阻極
為重 要 。
作者簡(jiǎn)介：袁洪 軍(1973一)，男，研 究生，工程 師，主要從
事電纜及非金屬 產(chǎn)品的研 究與檢驗(yàn) 工作 ，現(xiàn)任撫順?lè)衷喝肆?
資源部副主任。