电线电缆绝缘电阻测试仪既可测量高电阻，又可测微电流。采用了美国In公司的大规模集成电路,使仪器体积小、重量轻、准确度高。以双3.1/2 位数字直接显示电阻的高阻计和电流。量限从1×104Ω ～1×1018 Ω，是目前国内测量范围zui宽，准确度zui高的数字超高阻测量仪。电流测量范围为2×10-4 ～1×10-16Ａ。机内测试电压为10/50/100/250/500/1000V任意可调。绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率测试仪具有精度高、显示迅速、性好稳定、读数方便， 适用于防静电产品如防静电鞋、防静电塑料橡胶制品、计算机房防静电活动地板等电阻值的检验以及绝缘材料和电子电器产品的绝缘电阻测量。除能测电阻外，还能直接测量微弱电流。

电线电缆绝缘电阻测试仪基本参数：

ZST-121、ZST-122电阻测量误差：

ZST-122电流测量误差：

电阻率定义

电阻率(Resistivity)是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成的长为1m，横截面积为1m2的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。它反映物质对电流阻碍作用的属性，它不仅与物质的种类有关，还受温度、压力和磁场等外界因素影响。

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。用某种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。

国际单位制中，电阻率的单位是Ω·m，常用单位还有Ω·mm2/m

推导公式：

电阻率（resistivity）是用来表示各种物质电阻特性的物理量。在温度一定的情况下，材料的电阻为：R=ρL/S

其中的ρ就是电阻率，L为材料的长度， S为材料的横截面积。可以看出，材料的电阻大小跟材料的长度成正比，即在材料和横截面积不变时，长度越长，材料电阻越大；而跟材料横截面积成反比，即在材料和长度不变时，横截面积越大，电阻越小。

由上式可知电阻率的定义为：ρ=RS/L

推导公式： R=ρV/S²,R=ρL²/V

注：推导公式假设V为材料体积且满足 V=LS

对于横截面不均匀的材料，可以将其看成由无数个长度极短的横截面均匀材料串联而成的。此时有：R=

注：S(L)表示在长度为L处的横截面积

说明：

1、电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率都随温度作线性变化，即ρ=ρ₀(1+at)，式中t是摄氏温度，ρ₀是0℃时的电阻率，a是电阻率温度系数，利用这一性质可制成电阻温度计，有些合金电阻率受温度的影响很小，常用来作标准电阻。

2、由于电阻率随温度改变，故对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如一个“220V，40W”电灯灯丝的电阻，正常发光时是1 210Ω，未通电时只有100Ω左右 。

3、电阻率和电阻是两个不同的概念，电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性.

影响因素：

电阻率不仅与材料种类有关，而且还与温度、压力和磁场等外界因素有关。金属材料在温度不高时，ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρt与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率；a是电阻率的温度系数，与材料有关。锰铜的a约为1×10-5/℃（其数值极小），用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小，适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后，可制成电阻式温度计来测量温度。半导体材料的a一般是负值且有较大的量值。制成的电阻式温度计具有较高的灵敏度。有些金属（如Nb和Pb）或它们的化合物，当温度降到几K或十几K（绝对温度）时，ρ突然减少到接近0，出现超导现象，超导材料有广泛的应用前景。利用材料的ρ随磁场或所受应力而改变的性质，可制成磁敏电阻或电阻应变片，分别被用来测量磁场或物体所受到的机械应力，在工程上获得广泛应用 。

常用金属导体电阻率ρ(Ω·m)：(1)银1.65 ×10-8；(2)铜1.75 ×10-8；(3)金2.40×10-8；(4)铝2.83 ×10-8；(5)钨5.48 ×10-8；(6)铁9.78 ×10-8；(7)铂2.22 ×10-7；(8)锰铜4.4 ×10-7；(9)汞9.6 ×10-7；(10)康铜5.0 ×10-7；(11)镍铬合金1.0 ×10-6；(12)铁铬铝合金1.4 ×10-6；(13)铝镍铁合金1.6 ×10-6

可以看出，导体中纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。银的电阻率最小，但银的价格昂贵，通常很少用银做导线，只在特殊需要时才用，导线一般都用电阻率较小的铜或铝来制作，铝比铜便宜，因此铝导线用的很多。电炉、电阻器的电阻丝一般都用电阻率较大的合金来制作。

各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电阻率随温度的升高而增大，因此金属导体的电阻也随温度的升高而增大，利用电阻的这种性质可以制作电阻温度计；如果已知导体电阻随温度的变化情况，那么，测出导体的电阻，反过来就可以知道导体的温度。

应用：

电阻率是反映导体导电性能好坏的物理量。电阻率小，导电性能好；电阻率大，导电性能差。电阻率的大小是由材料本身的性质决定的，而同一种材料的电阻率又随温度的变化而变化，一般情况下温度高，电阻率大。下表列出了常温下一些常见材料的电阻率。

常见材料（20℃）的电阻率

由上表可以看出，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大。在使用时，可以根据需要，参照电阻率表选取合适的材料。例如，在供电、输电、配电线路中，为了减小电阻，要选用铜、铝等低电阻率的材料制作导线；而在用电器和电工工具的绝缘部分又要选用电木、橡胶等高电阻率的材料制作导线  。

在给空调等高耗能电器装配专用导线时，由于它们的功率较大，工作电流较大，因此我们常选择电阻率较小、线径较大的铜导线。

各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。纯金属的电阻率随温度的升高而增大，电阻温度计就是利用金属的这种特性制成的，它可以用来测量很高的温度。精密的电阻温度计是用铂做的。已知铂丝的电阻与温度的对应关系，只需测出铂丝的电阻就可以知道环境温度。有些合金如锰铜和康铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻 。

电线／电缆绝缘电阻测试方法比较

绝缘电阻是反映电线电缆产品绝缘特性的主要指标，它 反映了线缆产品承受电击穿或热击穿能力的大小，与绝缘的 介质损耗以及绝缘材料在工作状态下的逐步劣化等均存在 着极为密切的关系。产品的绝缘电阻主要取决于所选用的 绝缘材料，但工艺水平对绝缘电阻的影响很大，因此测定绝 缘电阻是监督材料质量和工艺水平的一种方法。测定绝缘 电阻可以发现工艺的缺陷，同时也是研究绝缘材料的品质和 特性，研究绝缘结构以及产品在各种运行条件下的使用性能 等各方面的重要手段，对于已投入运行的产品绝缘电阻是判 断产品品质变化的重要依据之一。

在电线／电缆产品中，线问的绝缘电阻值只有在一定的 范围内，才能保证电线／电缆正常的工作。由于各电线／电缆 工作的环境各不相同，绝缘电阻阻值也不尽相同，因而其测 试方法的选择也不尽相同，因此对电线／电缆产品的绝缘电 阻的测试方法进行分析研究为各种适用范围的绝缘电阻测 试仪的设计有一定的参考意义。

2绝缘电阻测试的方法

当前绝缘电阻测试的方法主要是“加高压、测漏流”。具 体归纳起来主要有以下几种：串联法测绝缘电阻、并联法测 绝缘电阻、电压比法测绝缘电阻、电桥法测绝缘电阻、充放电 法测绝缘电阻。下面加以详细介绍。

2．1 串联法测绝缘电阻 串联法测绝缘电阻，顾名思义，是将绝缘电阻和测量电 阻串联的方法来对测量电阻进行电压测试以计算出绝缘电 阻阻值的方法。如下图l所示

图中U₀为测试电源电压，R_S为电源内阻，R_X为绝缘电阻，R₁为限流电阻，R₂为测量电阻，U_i为待测电压，R_L和C_L组成低 通滤波输出。由于R₁,U₀,R₂已知，所以只要求得R_X和U_i即可计算出所要测的绝缘电阻值。U_i可以通过电压测量得 到，而R_S可以通过实验得方法确定。

2．2并联法测绝缘电阻

并联法测绝缘电阻原理,如图2所示：

图中U₀为测试电源电压，R_S为电源内阻，R_X为绝缘电 阻，R₁为限流电阻，R₂为测量电阻，U_i为待测电压，R_L和C_L组成低通滤波输出。其绝缘电阻值求取公式推导为：

其中R₁和R₂为已知标准电阻，故只须测得U_i和R_S就可以 求得R_X。

2.3 电压比较法测绝缘电阻

电压比较法原理,如图3所示：

图中符号含义如下：U₀：测试电源电压；U_REF．已知的参考电 压；U_i：待测电压；R_x：待测的绝缘电阻；R₁：高阻值的标准电 阻；R₂：可调精密电阻；R₃：已知的阻值较低的标准电阻。

由图3可以得到关系式：

由于R_A、R_B、R_N的值已知，可知，R_x只和V_REF/V／V_IN有 关，只要求出V_REF/V／V_IN即可求出吃。

2．4电桥法测绝缘电阻

2．4．1全桥法测绝缘电阻

全桥法测绝缘电阻原理如图4所示，全桥法在原理和 形态上都和比较法十分雷同，它们不同的地方就是R_D的使 用，R_D是一个数控电位计。在比较法中，如果绝缘电阻阻值 过大或过小，则‰就会偏大或偏小，超出A／D的测量茸程 或超出A／D的分辨率。这种情况下可以采用在A／D输入通 道之前接入程控放大器，fH这种做法对放大器的要求十分严 格，因为如果放大器的性能不好，不但不能提高测量精度，反 而会降低测量精度。『flj在电桥法中采用数控电阻后，可以通 过调整数控电阻的阻值使总是在A／D的合适测量范围内进 行测量，原理如下：

其中n为数控电阻的第n个抽头，r1为其数控电阻每一 级电阻的阻值。在编程过程中只要测量出U_R、U_D以及推出 n的大小，其他值已知，就可以计算出绝缘电阻的大小。

2．4．2半桥法测绝缘电阻

由于变电站的输出母线是悬浮的，因此允许有一侧接地 或者是绝缘电阻同时降低，我们同时需要知道正、负线线对 地的绝缘电阻。在经典的电桥法当中，当正、负线对地的绝 缘电阻同时下降时，电桥仍然保持平衡，不能得出各自的绝 缘电阻值，对此，文献[5]给出了一种比较简单的电桥法，即 半桥法测绝缘电阻。其原理如图5所示：

图中，XJJ为一继电器，其中5点和2点为线包接线点， 1，6点相通为接入点，3点为常开点，4点为常闭点。V_IN是控 制母线的工作电压，R_X1、R_X2分别是正、负母线对地的绝缘电阻。设继电器在常开点时采样的到电压U_AD的值为U_AD1。，，继电器动作后在常闭点时采样到的电压U_AD的值为U_AD2，根据图5中的电路叮列出电路方程如下：

已知采样电阻R₀、R₁，控制母线工作电路V_IN也可求出，这样 只要通过采样芯片内部的12位AD转换并计算出U_AD1、U_AD2的大小就町以直接按照公式求出绝缘电阻R_X1、R_X2正的值。

2．5电容充放电法测绝缘电阻

电容充放电法原理如图6所示。

图中R_S为测试电源内阻，R_X为绝缘电阻，C为充电电 容，Q为冲击检流计。将绝缘电阻R_X和一电解电容器c串 联，由于电源内阻和绝缘电阻并联，电源内阻远小于绝缘电 阻，故可忽略不计。先用电压为U₀的直流电源经过绝缘电阻对电容器充电，经过适当时间t₁后，将电容器上所充电量 经冲击榆流计放电。根据已知的充电时间，电源电压和所测得的电量即可算出绝缘电阻。当开关合向1时，直流电压U₀开始向未充过电的电容c充电，对于此充电回路，设任一时 刻电容器c上的电量为Q，电压为U_C，则有：

所以任一时刻t电容器两端的U_C=CU(1-e^(-t/RXC))，经过 t₁秒后，电容器上所储电量等于Q，当绝缘电阻很大，C为定值，在不太长的充电时间t₁内，Uc<＜U，充电电流几乎不， 变，近似值为i=U/R_x，则电容器所储电量为Q与t₁成正比，即 Q=U/ R_x t₁。所以，被测电阻R_x=U/Q t₁。Q值可用冲击检流计测量，其方法是：将开关J_k倒向2，读出冲击检流计的第一次最大偏转α_m。，则电容器所储的电量为Q=C_qα_m。式中C_q一冲击 检流计的电量冲击常数。将该式代入R_x的表达式中，则可求出待测电阻：

3 绝缘电阻测试方法的比较及适用范围分析

串联法的特点是原理简单,可靠实用。U_i随着R_x的增大而减小，当R_x非常大时，U_i会变得非常小，当电压小到一定程度时，电压测最将变得比较困难，如果为了保证U_i的值 为可测，则R_x会变得非常小，对精密电阻的要求就过高而不能满足，所以这种种方法只能测得一定上限值的绝缘电阻,具体数值则由以上参数共同决定。

并联法不适合测量值较小的绝缘电阻值。由关系式(2) 可以看出，测试中R_S的计算值与R_X有很大关系，所以R_S的求取对测试精度十分蕈要，如果R_S为一定值，则用实验的方 法加以修正就町以得到正确的关系式，但如果R_S为一变量 则需要求得它和R_X的关系才能得到正确的关系式。另外从 电路图町以看出，当R_X越小时，U_i越小，到超过测量的合适 范围时所测绝缘电阻值就会有较大误差，所以此法不适合测 比较小的绝缘电阻。

电压比较法的优点是可以不用求得R_S，只须求得V_REF和V_IN。即可。但V_REF和V_IN。的值仍受R_S影响，如果R_S较小， 其影响可以忽略不计。V_REF为一个设定值，所以每次测量时只需测量V_IN即可。但Rs对系统的影响比较大超过误差允许范围时，就需要每次对V_REF和V_IN都进行测量，这样电压测量工作量增加了一倍。

电桥法中，主要的误差来源为A／D转换器带来的误差。 当绝缘电阻值过大或过小时，则V_IN就会偏大或偏小，选用一 般的A／D转换器，V_IN就可能超出A／D的测量量程或超出A／D的分辨率，导致较大的误差。选择好的A／D转换器，则会 导致整个系统成本的上升。在一些对精度要求比较高的测 量场所，同时对成本的考虑相对少的时候，可以选用高精度 的A／D转换器，采用电桥法进行绝缘电阻测试，可以达到较 高的精度。

半桥法测绝缘电阻原理复杂，但容易实现自动化，并且 可以同时对架窄电线正、负母线的绝缘电阻进行测试，同时 还可以解决正、负母线绝缘电阻同时降低给测试带来的问 题，可以广泛的应用于架空电线的绝缘电阻测试当中。

充放电法的优点是电源内阻对测试影响十分微弱，可以忽略不计。由式(6)可以看出，当R_S较大时，只要提高测试 电压u即可，因而充放电法可以测量较大电阻值的绝缘电阻 值。其缺点是抗干扰性比较差，需要采取隔离和屏蔽措施才 能进行测鼍，而且若测试点存在电容或存在较大的分布电容 时会导致较大的误差。

由以上分析可以得出各种测试方法的特点及优缺点如 表1所示。