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【摘要】 绝缘电阻是电线电缆产品的重要指标之一。电线电缆的绝缘电阻是否正常在某种程度上反映了电线电缆产品是否工作正常。本文在阐述测量电线电缆绝缘电阻基本原理的基础上，论述影响电线电缆绝缘电阻大小的相关因素。此外给出了绝缘电阻测试的几种测试方法 ，分析了各种测试方法的原理和优缺点，比较了各种方法的优缺点及适用范围。
【关键词】 电线电缆；影响因素；测试方法；绝缘电阻
1、引言
绝缘电阻是电线电缆最基本的电气性能，它反映了电线电缆承受电击穿或热击穿能力的大小。它是指在规定条件下处于两个导体之间的绝缘材料的电阻。如无特殊说明，绝缘电阻是指绝缘体上所施加的直流电压与泄漏电流的比值[1]。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特性和品质，研究绝缘结构在不同运行条件下的使用性能等方面的重要手段，对于已投入运行的产品，绝缘电阻是判断产品变化的重要依据之一。但是值得注意的是绝缘电阻测量值不是一个恒定不变的数值，它易受外界诸多因素的影响而发生变化。因此，准确的测量出电线电缆的绝缘电阻需要严格控制测量的条件。
2影响绝缘电阻大小的因素
2.1材料本身的原因
材料本身是主要原因，如果绝缘材料内部含有杂质，将会增加了导电的离子，绝缘电阻就会下降，增加了其导电性。因此，必须严格控制绝缘材料生产、运输等过程，尽量减少杂质的进入。
2.2材料存储的原因
当电线电缆存储不当，使其受潮或者是长期处于高温环境中会降低电阻值，因为受潮后由于水分的渗入，增加了绝缘内部的导电离子，绝缘电阻随含水量的增加而明显下降。高温则会加速绝缘皮的老化，也会降低电阻能力。
2.3极化电荷的影响
绝缘材料是一种电介质，在直流电场中介质与电极的分界面上积蓄有极化电荷，同时在电极上也增加了相应的自由电荷，当外电场去除后，极化电荷逐渐消失，但往往需要很长时间才能完全消失。这时若将试样电极两端短接，电极上的电荷随极化电荷消失而慢慢减少。因此如因试样带有剩余电荷而造成测量结果有明显差异时，必须先进行充分放电。对于这类试样，无论是第一次测量还是重复测量，均需充分放电。
2.4充电时间的影响
在GB/T3048.5-2007中规定为使绝缘电阻测量值基本稳定，测试充电时间应足够充分，不少于1min，不超过5min[2]。无论何种测量绝缘材料当加上直流电压后，就会有三种电流通过，即瞬时充电电流Ic，吸收电流Ip及泄漏电流Ig。但随时间逐渐下降，最后趋向一个稳定值Ig。因此理论是应该等这两种电流全部衰减完后，测量出泄漏电流Ig，这样测得的绝缘电阻才是真实值。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。因此在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。
2.5温度的影响
不同的温度对绝缘电阻的影响非常大，因此必须严格控制测试温度。无论是测量常温下的绝缘电阻还是测量工作温度下的绝缘电阻，在测量之前都要确认测量时试样的温度（试样内部的温度）要与要求的温度一致，即达到温度平衡，因此试样放置在测试温度环境中的时间要足够长，一般至少两小时。
2.6长度及环境条件的影响
长度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。在检测的标准中规定了长度为5m。长度误差要控制在±1%内。表面污秽的影响弥漫在大气中的污秽物沉积在运行设备的绝缘体表面形成污秽层。其中包含着可溶的电导性物质和不可溶的吸水性物质。在干燥的条件下这些污秽物的电阻很大，对绝缘性的介电性能影响不大。但在空气湿度较高的情况下，空气中的水分或污穢层受到湿润，可溶的导电物质在溶解后使绝缘体表面污秽层的电导急剧增加。而不可溶的吸水性物质则保持水分并起促进污秽层电导增大的作用。在外加电压作用下，绝缘体表面泄漏电流亦随之大幅度增加，从而明显降低绝缘材料的绝缘特性。甚至导致绝缘体污秽层发热，产生局部电弧甚至全面闪络。
2.7检测人员的素质
检测人员自身的素质也是一个重要方面，其他条件一样的情况下不同的检测人员做出的结果也有差异，作为检测人员应懂得一些电的基本知识，熟练掌握标准规范，充分了解绝缘电阻与哪些因素有关，在检测过程中做到心中有数，确保检测数据的准确性。
3、绝缘电阻的测试方法
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。下面简要介绍几种方法。
3.1串联法测绝缘电阻
串联法测绝缘电阻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[3]。串联法的特点是原理简单，可靠实用。待测电压随着绝缘电阻的增大而减小，当绝缘电阻非常大时，待测电压会变得非常小，当电压小到一定程度时，电压测量将变得比较困难，如果为了保证待测电压的值为可测，则绝缘电阻会变得非常小，对精密电阻的要求就过高而不能满足。所以这种方法精度较低，只能测得一定上限值的绝缘电阻，适用范围较窄。具体数值则由以上参数共同决定。但是原理简单，成本较低。
3.2并联法测绝缘电阻
并联法是将绝缘电阻和测量电阻并联起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。并联法不适合测量值较小的绝缘电阻值。测试中绝缘电阻的计算值与电源内阻有很大关系，所以电源内阻的求取对测试精度十分重要，如果电源内阻为一定值，则用实验的方法加以修正就可以得到正确的关系式，但如果电源内阻为一变量，则需要求得它和绝缘电阻的关系才能得到正确的关系式。另外当绝缘电阻越小时，待测电压越小，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。所以此法精度较低，适用范围也较窄，不适合测比较小的绝缘电阻。 3.3电压比法测绝缘电阻
电压比较法的优点是可以不用求得电源内阻，只须求得已知的参考电压和待测电压即可。但参考电压和待测电压的值仍受电源内阻影响，如果电源内阻较小，其影响可以忽略不计。参考电压为一个设定值，所以每次测量时只需测量待测电压即可。但电源内阻对系统的影响比较大超过误差允许范围时，就需要每次对参考电压和待测电压都进行测量，这样电压测量工作量增加了一倍。此方法精度最高，适用范围较宽，但是原理较复杂，成本较高，自动化程度较低。
3.4电桥法测绝缘电阻
3.4.1全桥法测绝缘电阻[4]
全桥法测绝缘电阻在原理和形态上都和比较法十分相似，它们不同的地方就是数控电阻的使用，数控电阻是一个数控电位计。在比较法中，如果绝缘电阻值
过大或过小，则待测电压就会偏大或偏小，超出A/D转换器的测量量程或超出转换器的分辨率。这种情况下可以采用在转换器输入通道之前接入程控放大器，但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。而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转换器的合适测量范围内进行测量。
全桥法中，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，则待测电压就会偏大或偏小。选用一般的A/D转换器，待测电压就可能超出转换器的测量量程或超出转换器的分辨率，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。但是其适用范围较窄，成本最高。
3.4.2半桥法测绝缘电阻[5]
半桥法测绝缘电阻原理复杂，但容易實现自动化，并且可以同时对架空电线正、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。其精度和自动化较高，但是适用范围较窄，成本最高。
3.5电容充放电法测绝缘电阻
此方法将绝缘电阻和一电解电容器串联，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。先用测试电源电压的直流电源经过绝缘电阻对电容器充电，经过适当时间后，将电容器上所充电量经冲击检流计放电。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。
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。充放电法可以测量较大电阻值的绝缘电阻值。但是其精度较差，成本较高，自动化程度较低，此外抗干扰性比较差，需要采取隔离和屏蔽措施才能进行测量，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。
4、结语
本文简述了电线电缆绝缘电阻测试中的各种影响因素，在测试过程中必须严格按照绝缘电阻的测量方法。排除或减小各种与绝缘电阻大小有关的影响因素进行准确的测量，不仅可以发现电线电缆绝缘层材料的优劣、生产工艺中的缺陷，还能通过对绝缘电阻的准确测量严格控制电线电缆的绝缘电阻，保证出厂和进入使用现场的电线电缆质量，而且还可以准确地判定使用中的电缆的电气绝缘性的好坏，以避免由于绝缘的原因引起的供电可靠性和用电安全性。此外，本文还对几种测试绝缘电阻的方法简单的归纳，并对各种测试方法的优缺点进行了比较分析，给出了种种测试方法的适用范围，为各种绝缘电阻测试系统的设计的方法选择提供了参考。
参考文献：
[1]袁洪军，王洪庆.如何准确测量电线电缆的绝缘电阻[J].煤矿安全.2006：49～51.
[2]GB/T3048.5-2007.电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验[S].
[3]罗大成，王仕成，刘志国.导弹电缆绝缘电阻测试仪的设计[J].计量技术，2005，（12）：24～27.
[4]杨烩荣，杨利娟，肖金球.智能化绝缘电阻测试仪的研制[J].电力安全技术，2000，2（1）：42～43.
[5]雷大宇.多功能电参量检测装置的研制[D].西安交通大学，2004.
【关键词】 电线电缆；影响因素；测试方法；绝缘电阻
1、引言
绝缘电阻是电线电缆最基本的电气性能，它反映了电线电缆承受电击穿或热击穿能力的大小。它是指在规定条件下处于两个导体之间的绝缘材料的电阻。如无特殊说明，绝缘电阻是指绝缘体上所施加的直流电压与泄漏电流的比值[1]。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特性和品质，研究绝缘结构在不同运行条件下的使用性能等方面的重要手段，对于已投入运行的产品，绝缘电阻是判断产品变化的重要依据之一。但是值得注意的是绝缘电阻测量值不是一个恒定不变的数值，它易受外界诸多因素的影响而发生变化。因此，准确的测量出电线电缆的绝缘电阻需要严格控制测量的条件。
2影响绝缘电阻大小的因素
2.1材料本身的原因
材料本身是主要原因，如果绝缘材料内部含有杂质，将会增加了导电的离子，绝缘电阻就会下降，增加了其导电性。因此，必须严格控制绝缘材料生产、运输等过程，尽量减少杂质的进入。
2.2材料存储的原因
当电线电缆存储不当，使其受潮或者是长期处于高温环境中会降低电阻值，因为受潮后由于水分的渗入，增加了绝缘内部的导电离子，绝缘电阻随含水量的增加而明显下降。高温则会加速绝缘皮的老化，也会降低电阻能力。
2.3极化电荷的影响
绝缘材料是一种电介质，在直流电场中介质与电极的分界面上积蓄有极化电荷，同时在电极上也增加了相应的自由电荷，当外电场去除后，极化电荷逐渐消失，但往往需要很长时间才能完全消失。这时若将试样电极两端短接，电极上的电荷随极化电荷消失而慢慢减少。因此如因试样带有剩余电荷而造成测量结果有明显差异时，必须先进行充分放电。对于这类试样，无论是第一次测量还是重复测量，均需充分放电。
2.4充电时间的影响
在GB/T3048.5-2007中规定为使绝缘电阻测量值基本稳定，测试充电时间应足够充分，不少于1min，不超过5min[2]。无论何种测量绝缘材料当加上直流电压后，就会有三种电流通过，即瞬时充电电流Ic，吸收电流Ip及泄漏电流Ig。但随时间逐渐下降，最后趋向一个稳定值Ig。因此理论是应该等这两种电流全部衰减完后，测量出泄漏电流Ig，这样测得的绝缘电阻才是真实值。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。因此在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。
2.5温度的影响
不同的温度对绝缘电阻的影响非常大，因此必须严格控制测试温度。无论是测量常温下的绝缘电阻还是测量工作温度下的绝缘电阻，在测量之前都要确认测量时试样的温度（试样内部的温度）要与要求的温度一致，即达到温度平衡，因此试样放置在测试温度环境中的时间要足够长，一般至少两小时。
2.6长度及环境条件的影响
长度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。在检测的标准中规定了长度为5m。长度误差要控制在±1%内。表面污秽的影响弥漫在大气中的污秽物沉积在运行设备的绝缘体表面形成污秽层。其中包含着可溶的电导性物质和不可溶的吸水性物质。在干燥的条件下这些污秽物的电阻很大，对绝缘性的介电性能影响不大。但在空气湿度较高的情况下，空气中的水分或污穢层受到湿润，可溶的导电物质在溶解后使绝缘体表面污秽层的电导急剧增加。而不可溶的吸水性物质则保持水分并起促进污秽层电导增大的作用。在外加电压作用下，绝缘体表面泄漏电流亦随之大幅度增加，从而明显降低绝缘材料的绝缘特性。甚至导致绝缘体污秽层发热，产生局部电弧甚至全面闪络。
2.7检测人员的素质
检测人员自身的素质也是一个重要方面，其他条件一样的情况下不同的检测人员做出的结果也有差异，作为检测人员应懂得一些电的基本知识，熟练掌握标准规范，充分了解绝缘电阻与哪些因素有关，在检测过程中做到心中有数，确保检测数据的准确性。
3、绝缘电阻的测试方法
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。下面简要介绍几种方法。
3.1串联法测绝缘电阻
串联法测绝缘电阻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[3]。串联法的特点是原理简单，可靠实用。待测电压随着绝缘电阻的增大而减小，当绝缘电阻非常大时，待测电压会变得非常小，当电压小到一定程度时，电压测量将变得比较困难，如果为了保证待测电压的值为可测，则绝缘电阻会变得非常小，对精密电阻的要求就过高而不能满足。所以这种方法精度较低，只能测得一定上限值的绝缘电阻，适用范围较窄。具体数值则由以上参数共同决定。但是原理简单，成本较低。
3.2并联法测绝缘电阻
并联法是将绝缘电阻和测量电阻并联起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。并联法不适合测量值较小的绝缘电阻值。测试中绝缘电阻的计算值与电源内阻有很大关系，所以电源内阻的求取对测试精度十分重要，如果电源内阻为一定值，则用实验的方法加以修正就可以得到正确的关系式，但如果电源内阻为一变量，则需要求得它和绝缘电阻的关系才能得到正确的关系式。另外当绝缘电阻越小时，待测电压越小，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。所以此法精度较低，适用范围也较窄，不适合测比较小的绝缘电阻。 3.3电压比法测绝缘电阻
电压比较法的优点是可以不用求得电源内阻，只须求得已知的参考电压和待测电压即可。但参考电压和待测电压的值仍受电源内阻影响，如果电源内阻较小，其影响可以忽略不计。参考电压为一个设定值，所以每次测量时只需测量待测电压即可。但电源内阻对系统的影响比较大超过误差允许范围时，就需要每次对参考电压和待测电压都进行测量，这样电压测量工作量增加了一倍。此方法精度最高，适用范围较宽，但是原理较复杂，成本较高，自动化程度较低。
3.4电桥法测绝缘电阻
3.4.1全桥法测绝缘电阻[4]
全桥法测绝缘电阻在原理和形态上都和比较法十分相似，它们不同的地方就是数控电阻的使用，数控电阻是一个数控电位计。在比较法中，如果绝缘电阻值
过大或过小，则待测电压就会偏大或偏小，超出A/D转换器的测量量程或超出转换器的分辨率。这种情况下可以采用在转换器输入通道之前接入程控放大器，但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。而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转换器的合适测量范围内进行测量。
全桥法中，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，则待测电压就会偏大或偏小。选用一般的A/D转换器，待测电压就可能超出转换器的测量量程或超出转换器的分辨率，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。但是其适用范围较窄，成本最高。
3.4.2半桥法测绝缘电阻[5]
半桥法测绝缘电阻原理复杂，但容易實现自动化，并且可以同时对架空电线正、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。其精度和自动化较高，但是适用范围较窄，成本最高。
3.5电容充放电法测绝缘电阻
此方法将绝缘电阻和一电解电容器串联，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。先用测试电源电压的直流电源经过绝缘电阻对电容器充电，经过适当时间后，将电容器上所充电量经冲击检流计放电。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。
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。充放电法可以测量较大电阻值的绝缘电阻值。但是其精度较差，成本较高，自动化程度较低，此外抗干扰性比较差，需要采取隔离和屏蔽措施才能进行测量，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。
4、结语
本文简述了电线电缆绝缘电阻测试中的各种影响因素，在测试过程中必须严格按照绝缘电阻的测量方法。排除或减小各种与绝缘电阻大小有关的影响因素进行准确的测量，不仅可以发现电线电缆绝缘层材料的优劣、生产工艺中的缺陷，还能通过对绝缘电阻的准确测量严格控制电线电缆的绝缘电阻，保证出厂和进入使用现场的电线电缆质量，而且还可以准确地判定使用中的电缆的电气绝缘性的好坏，以避免由于绝缘的原因引起的供电可靠性和用电安全性。此外，本文还对几种测试绝缘电阻的方法简单的归纳，并对各种测试方法的优缺点进行了比较分析，给出了种种测试方法的适用范围，为各种绝缘电阻测试系统的设计的方法选择提供了参考。
参考文献：
[1]袁洪军，王洪庆.如何准确测量电线电缆的绝缘电阻[J].煤矿安全.2006：49～51.
[2]GB/T3048.5-2007.电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验[S].
[3]罗大成，王仕成，刘志国.导弹电缆绝缘电阻测试仪的设计[J].计量技术，2005，（12）：24～27.
[4]杨烩荣，杨利娟，肖金球.智能化绝缘电阻测试仪的研制[J].电力安全技术，2000，2（1）：42～43.
[5]雷大宇.多功能电参量检测装置的研制[D].西安交通大学，2004.