体积电阻率测量仪

1概述

体积电阻率测量仪是我公司生产的便携式数字显示高阻测量仪表，该仪表符合国家标准GB/T1410-2006固体绝缘材料体积表面电阻率试验方法、GB/T 31838.1.2.3-2019固体绝缘材料介电和电阻特性、GBT2439-2001硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定、GBT1692-2008 硫化橡胶绝缘电阻率的测定、GBT10064-2006 测定固体绝缘材料绝缘电阻的实验方法、GB/T3048.5电线电缆电性能试验方法 绝缘电阻试验 中对检测仪表的各项要求，是测试绝缘材料、光伏材料、电线电缆以及其他电工制品绝缘电阻的理想设备。多年来已有数千台仪表用于国内外绝缘材料厂、电线电缆厂、防静电产品生产厂、标准计量部门、电力部门以及、科研单位，并被国家电线电缆检测中心及国家防静电检测中心选用，作为产品型式试验专用设备。

2    原理

2.1  名词术语

1) 绝缘电阻：施加在与试样相接触的二电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。它取决于体积电阻和表面电阻。

2) 体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商；该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。

3) 体积电阻率：绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。

4) 表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；该电流主要为流过试样表层的电流，也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。

表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商，即单位面积内的表面电阻。

2.2    测量原理

根据上述定义，绝缘体的电阻测量基本上与导体的电阻测量相同，其电阻一般都用电压与电流之比得到。现有的方法可分为三大类：直接法，比较法，时间常数法。

这里介绍直接法中的直流放大法，也称高阻计法。该方法采用直流放大器，对通过试样的微弱电流经过放大后，推动指示仪表，测量出绝缘电阻，

绝缘电阻的测试分析：

1 试验现象

影响电线电缆绝缘电阻测量的因素有仪器准确度、环境条件和人员素质等几个方面，下面 以 GB5023.3-2008 中一般用途单芯硬导体无护套电缆(型号 60227 IEC01(BV))为例，谈谈绝缘 电阻测量中应注意的几个问题。按 GB5023.3 之规定：试验应在 5m 长的绝缘线芯上进行，水温 为(70±2)℃，浸水时间不小于 2h，绝缘电阻应在施加电压 1 分钟后测量。如何理解标准中的 这些要求，它们对测量结果有何影响?下面举例说明。

本试验共进行了四次：

第 1 次：5m 长、70℃绝缘电阻、1 分钟读数测量值为：8.41MΩ；

第 2 次：5m 长、70℃绝缘电阻、1.5 分钟读数测量值为：8.56MΩ；

第 3 次：5m 长、20℃绝缘电阻、1 分钟读数测量值为：96.4MΩ；

第 4 次：10m 长、70℃绝缘电阻、1 分钟读数测量值为：4.19MΩ。

2 原因分析

同样一组电线的绝缘电阻在不同温度、不同长度、不同读数时间为什么会有如此大的差别? 现分析如下：

绝缘电阻是指绝缘上所加的直流电压 U 与泄漏电流 I 之间的比值

R=当绝缘层加上直流电压时,沿绝缘表面和绝缘内部均有微弱电流通过,对应于这两种电流 的电阻分别称为表面绝缘电阻和体积绝缘电阻,一般不加特别说明的绝缘电阻均指体积绝缘电阻。

绝缘层加上电压后，流经绝缘内部的电流有下面四种：

2.1 电容电流

因介质极化而产生，实际上以导体和外极(绝缘层)作为一对电级构成一个电器的电容电流， 电容电流按指数规律随时间很快的衰减，一般在数毫秒时间内接近消失。

2.2 不可逆吸收电流

因绝缘材料中的电解电导而产生,经数秒后衰减至零。

2.3 可吸收电流

是指绝缘材料的位移电流，在施加电压的瞬间达最大值,然后趋向位移稳定，经数分钟后趋 于消失。

2.4 泄漏电流

泄漏电流是指绝缘材料中的自由离子及混入的导电杂质所产生的，与电压施加时间无关,在 电场强度不太高时符合欧姆定律，电阻随温度升高而增大。它的大小反应了绝缘品质的优劣， 严格说来,只有对应恒定电导电流的电阻才是体积绝缘电阻。

由于施加电压后，绝缘中存在着三种随时间而衰减的电流，因此理论上应该等这三种电流 全部衰减完后,才读出泄漏电流的数值，以计算绝缘电阻，但由于可吸收电流要经数分钟后才趋 于消失，考虑到测量系统长时间的稳定性，测量时间不宜太长。同样测量条件，读数时间不同 会造成很大差别，读数时间长，将造成数值偏大，从第 1 次和第 2 次的数据可明显看出。因此标准中明确规定在接通电流 1 分钟后读数，1 分钟读数既保证了非泄漏电流大部分已消失，又使测量时间有 了统一，使数值具有重复性和可比性。第 1 次和第 3 次的数据表明随着温度的升高绝缘电阻迅 速下降，这是因为随温度的升高，绝缘材料中的杂质离子运动速度加快,使得电导增大，绝缘电 阻下降，温度与绝缘电阻的关系近似符合指数关系。因此测量时，必须严格控制温度，长度的 不同绝缘电阻测量值也不同，这是因为绝缘电阻与长度成反比，测量电线长度时，误差要控制 在±1%内。