1、C-41 礦用電纜絕緣電阻測試方法的探討時間：2012年8月摘要：本文論述了礦用電纜絕緣電阻在測試過程中需要注意的問題，強調了絕緣電阻溫度換算系數的應用，并對浸水和不浸水絕緣電阻測量結果進行了分析。關鍵詞：礦用電纜絕緣電阻絕緣電阻溫度換算系數論文主體：一.前言絕緣電阻試驗是電線電纜產品最基本的電氣性能試驗，屬絕緣特性試驗。它的大小不僅能反映該產品電壓擊穿的能力，它還直接影響絕緣材料的介質損耗以及工作狀態下的逐漸劣化過程。對已經投入運行的電線電纜測量絕緣電阻也是衡量該產品的一個重要依據。礦用電纜是煤礦開采工業用的地面設備和井下設備用線纜品種。型號以“M”為字首的線纜符合煤炭工業部行業標準MT81

2、8-1999煤礦用阻燃電纜；型號以“U”為字首的線纜符合國家標準GB12972-1991礦用橡套電纜。二.礦用絕緣電阻的測量一般而言，絕緣電阻的測試有以下類型：設計測試、生產測試、交接驗收測試、預防性維護測試以及故障定位測試。不同的測試類型取決于不同的測試目的和應用領域，并且不同的絕緣電阻測試過程具有不同的特點。下面 我們就拿煤礦用移動橡套電纜MY-0.38/0.66 3×251×16 進行舉例：在產品指標中，礦用絕緣電阻試驗為型式試驗（設計測試）和例行試驗（生產測試），以確認電纜產品的性能是否符合設計要求，以及產品質量是否有偏離傾向。本企業電纜絕緣電阻型式試驗采用“浸水測

3、試方法”、例行試驗采用“不浸水測試方法”。在日常測試中，經過對比發現：不浸水測量的絕緣電阻值偏高于浸水測量的絕緣電阻值，并對此進行了專項性能的分析。.測量設備我們選擇了ZC46A型高阻計法。高阻計是一個具有高輸入阻抗的直流放大器。它是目前電纜測定絕緣電阻常采用的一種測試儀，它使用方便，操作簡單，測量范圍較寬，為1041016。2.測量過程及結果 樣品絕緣電阻測量情況（見表1、表2） 表1：不浸水測量時的絕緣電阻試樣接線方式（高壓端接地端）試樣長度環境溫度試驗電壓絕緣電阻測量值紅芯其余芯10 m23 100 v410 M·km白芯其余芯10 m23 100 v340 M·km

4、蘭芯其余芯10 m23 100 v200 M·km表2：浸水測量時的絕緣電阻試樣接線方式（高壓端接地端）試樣長度水溫試驗電壓絕緣電阻測量值紅芯其余芯水10 m23 100 v115 M·km白芯其余芯水10 m23 100 v100 M·km蘭芯其余芯水10 m23 100 v95 M·km三. 絕緣電阻質量狀況的分析1. 絕緣電阻溫度換算系數在處理絕緣電阻測量結果時的重要性絕緣電阻受溫度變化的影響很大，總的特征是溫度上升絕緣電阻降低。因此,各種產品的絕緣電阻指標，均以20時的值作為基準值，然后換算到環境溫度的實際值；或者在實際環境溫度下測得絕緣電阻后換

5、算到20，再與標準規定值比較。與導體電阻有溫度換算系數一樣，絕緣電阻也有溫度換算系數：絕緣電阻與溫度之間的關系符合指數規律，即Rv0K·Rvt，Ke（t20），式中：Rv020時的絕緣電阻；Rvt實際環境溫度（樣品溫度）的絕緣電阻；K絕緣電阻溫度換算系數；絕緣電阻溫度系數；t環境溫度（樣品溫度）。實用中，一般將各類產品的K值求出，列成表格或作圖。（表3是幾種橡套電纜的K值表）表3：橡套電纜主要材料溫度換算系數表溫度天然橡膠天然丁苯橡膠（1：1）丁基橡膠溫度天然橡膠天然丁苯橡膠（1：1）丁基橡膠溫度天然橡膠天然丁苯橡膠（1：1）丁基橡膠-5-4-3-2-101234567890.380

6、.400.420.440.460.480.510.540.570.600.270.280.290.310.330.360.390.420.450.480.340.350.380.400.420.440.460.490.520.541011121314151617181920212223240.630.670.710.740.790.820.830.850.920.961.001.061.131.201.270.510.540.580.620.660.700.750.800.860.931.001.111.231.361.510.580.610.640.680.720.760.810.850.9

7、00.961.001.071.141.221.302526272829303132333435363738391.351.441.541.651.771.902.032.172.322.472.652.853.103.353.631.681.872.082.312.572.863.183.533.914.334.795.295.836.447.181.381.451.551.651.771.892.002.152.322.502.692.903.133.383.65按產品標準規定，MY-0.38/0.66 3×251×16 20時的絕緣電阻“不小于120M·km”

8、。如果采用表1和表2 的數據與標準對照，我們所抽樣的樣品不浸水測量時得到的是合格的，浸水時測得是不合格的，且二者差異較大。原因是樣品溫度（測試環境溫度）不是20。只有將測試數據換算到標準要求溫度（20）時的實際數據，絕緣電阻實際值與標準要求值才具有可比性。根據我廠礦用電纜所用材料，借用表3對應溫度的換算系數，對表1、表2中的數據進一步處理，得出表4、表5。顯然，經過修正后的數據更能反映事實結果（不然，粗淺的表征值（如表1、表2）會導致對產品合格與否的錯誤定論）。表4：經過絕緣電阻溫度換算的不浸水絕緣電阻試樣接線方式（高壓端接地端）環境溫度換算系數K絕緣電阻測量值絕緣電阻實際值紅芯其余芯23 1

9、.36410 M·km557.6 M·km白芯其余芯23 1.36340 M·km462.4 M·km蘭芯其余芯23 1.36200 M·km272 M·km表5：經過絕緣電阻溫度換算的浸水絕緣電阻試樣接線方式（高壓端接地端）水溫換算系數K絕緣電阻測量值絕緣電阻實際值紅芯其余芯水23 1.36115 M·km156.4 M·km白芯其余芯水23 1.36100 M·km136 M·km蘭芯其余芯水23 1.3695 M·km129.2 M·km電氣性能試驗項目中，確實存在某些

10、試驗項目的型式試驗和例行試驗的條件由本質上的區別，除了因試樣電容的差異造成對測試設備和測試的方法不同外，試驗環境條件也是重要因素。對于型式試驗（短電纜試驗）環境溫度，現代技術很容易做到可控，但對于例行試驗（成盤長電纜試驗）在工廠車間內測試，卻往往是難以實現。我們就要用溫度換算系數來進行處理。除非產品絕緣電阻有較大的合格空間能夠隱性消除溫度換算系數帶來的負面影響，否則很可能錯誤地將合格產品判定為不合格產品（這一事項尤其在與客戶做產品交接驗收試驗時，顯得更加重要）。所以，我們建議：在做絕緣電阻測量時，應該測量環境溫度（試樣附近空氣溫度或水的溫度），并使試樣在這種環境下保持足夠的時間；必須參照電線電

11、纜手冊373頁中的相關內容，并根據材料的種類確定絕緣電阻溫度換算系數，將測量結果進行換算。這樣，我們的測量結果才更客觀和更具說服力。 2. 浸水和不浸水絕緣電阻測量結果差異性的分析表4、表5表明浸水和不浸水的絕緣電阻測量結果之間有幾倍的差異，這種情況在理論方面可以作出解釋，符合客觀規律，都可以獨立判定產品的合格性質（否則試驗方法標準或產品標準的相關條款就失去其指導意義了）。這是因為：例行試驗時由于采用的不浸水測量（即無附加電極），所測量的絕緣電阻是包含有兩層絕緣體結構。而在型式試驗時，采用浸水測量即增加了附加電極，其測量的絕緣電阻只有一層絕緣體結構。另外，浸水測量絕緣電阻時，試樣端部離水面相對

12、較近，由于水分蒸發的客觀存在，使得水面空氣濕度相對較大，在這種條件下對電纜進行絕緣電阻測試，使得測量值與實際值差別較大（主要原因有二：一是水膜的影響；二是電場畸變的影響。當空氣濕度相對較大時，絕緣物表面將出現凝露或附著一層水膜（往往不可見），導致表面泄露電流增加絕緣電阻降低；還有，凝露或水膜還可能導致導體與絕緣物表面電場發生畸變，電場分布不均勻，從而產生電暈現象，直接影響測量結果）。所以二種測量方法造成的二種不同結果是正常的。且由于各絕緣線芯所用材料的體積電阻率總略有不同。各種規格由于絕緣結構不同同樣會造成絕緣電阻之間的差別。因此，二種試驗方法所測量的結果不是成比例關系。不能用一種方法所測量得

13、到結果去預測另一種方法的測量結果。因此，建議：浸水測量絕緣電阻時對試樣端部做干燥處理（如進行表面烘干）；在陰雨潮濕的天氣及環境濕度太大時，不進行絕緣電阻的測量（一般應在干燥、晴天、環境溫度不低于5時進行測量。否則，應該選擇合適的試驗場地）。浸水測量與不浸水測量結果的差異，還需在今后得工作中不斷驗證積累數據，以獲取經驗。3. 如何對待（并避免）礦用電纜絕緣電阻不合格情況的發生任何廠家都不敢保證做出的產品絕緣電阻100%符合標準。對于生產廠家，要想提高礦用電纜的質量特性，必須關注以下幾點不確定因素： 材料在生產，運輸等過程中盡量減少雜質的混入。當絕緣材料內部含有雜質時絕緣內部增加了導電離子，絕緣電阻肯定會下降， 材料的存儲原因。電纜斷頭密封措施不好，長期暴露在空氣中，空氣中的潮氣會進入到電纜內部，以及絕緣體內和絕緣表面，絕緣材料在吸濕后，電阻率明顯下降。 絕緣電阻大小還與絕緣結構有關，如果在生產過程中，造成絕緣平均值偏薄或某處偏薄，那么整個絕緣結構的絕緣電阻會偏小。 測試技術造成的原因。保護電極的使用；剩余電荷造成的影響，必須進行充分放電；溫度的影響；充電時間的影響，除產品標準中另有規定外，充電時間為一分鐘；電場強度的影響；外來電勢的影響，在絕緣電阻測試線路中，很難避免存在各種外來電勢，由于這些外來電勢的影響隨各種情況