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絕緣電阻體積電阻率試驗(yàn)儀主要參數(shù)：
型號/參數(shù) | ZST-121 | ZST-122 | ZST-212 |
*電阻測量（Ω） | 10—2×1017 | 0—2×1019 | 1×104～1×1017 Ω |
電流測量（A） | — | 10-16—2×10-4 | 1×104～1×1010 Ω ±5%；1×1010～1×1013 Ω ±20% |
額定電壓（V） | 100， 250， 500，1000 | 10，25，50，100，250，500，1000 | 10，50，100，250，500，1000 |
顯示 | 3 1/2位大屏帶背光數(shù)字顯示 | ||
*測量定時功能 | 1-7min自動讀數(shù)鎖定 | ||
*誤操作報警功能 | — | 有 | 有 |
*防濾波干擾功能 | 有 | ||
*電 源 | DC8.5—12.5V ( 1號電池8節(jié) ) 或外接電源 | 內(nèi)置可充電電池 | 220V 10A 50Hz |
外形尺寸（mm） | 280×240×105( l×b×h) | 320×290×115( l×b×h) | 410×370×560( l×b×h) |
質(zhì)量（重量） | 3KG | 30KG | |
使用環(huán)境 | 溫度：0-40℃，相對濕度＜80% | ||
符合標(biāo)準(zhǔn)： | GB/T1410-2006固體絕緣材料體積表面電阻率試驗(yàn)方法 GB/T 31838.1.2.3-2019固體絕緣材料介電和電阻特性 GBT2439-2001硫化橡膠或熱塑性橡膠導(dǎo)電性能和耗散性能電阻率的測定 GBT1692-2008 硫化橡膠絕緣電阻率的測定 GBT10064-2006 測定固體絕緣材料絕緣電阻的實(shí)驗(yàn)方法、GB/T3048.5電線電纜電性能試驗(yàn)方法 | ||
絕緣電阻體積電阻率試驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)配置：
序號 | 配置 | 數(shù)量/單位 |
1 | 儀器主機(jī) | 1臺 |
2 | 電源線 | 1根 |
3 | 測試線 | 3根 |
4 | 接地線 | 1根 |
5 | 說明書 | 1份 |
6 | 合格證 | 1張 |
絕緣電阻能力驗(yàn)證樣品制備與技術(shù)分析
絕緣電阻試驗(yàn)是電氣產(chǎn)品安全性能的重要測試之一，產(chǎn)品的 絕緣電阻值是產(chǎn)品絕緣性能參數(shù)的考核指標(biāo)，故掌握電氣產(chǎn)品絕 緣電阻測試方法并對測試絕緣電阻值進(jìn)行正確的分析判定是至關(guān) 重要的。
電氣領(lǐng)域類的絕緣電阻試驗(yàn)主要是針對零部件類產(chǎn)品絕緣性 的考核，例如電機(jī)、電纜、插頭插座、開關(guān)和控制器等等，它們安全 正常運(yùn)行的條件之一就是其絕緣程度。該試驗(yàn)是通過測試產(chǎn)品不同 極性之間或者極性與本體之間的絕緣電阻值，通常都具有多組絕緣 電阻值。根據(jù)相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)要求，合格產(chǎn)品的絕緣電阻值是不得小 于最小限值，故是從多組測試值中選擇最小測試值與標(biāo)準(zhǔn)要求的限值作比較，小于標(biāo)準(zhǔn)中的限值，判定其產(chǎn)品的絕緣電阻試驗(yàn)合格，反 之，不合格。
已經(jīng)實(shí)施開展的CHEARI-PT089和CHEARI-PT157絕緣電阻 試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計劃，共有200多家實(shí)驗(yàn)室參加，取得了理想效果。所依據(jù)的測試標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 15092.1-2020《器具開關(guān) 第1部分：通用 要求》、GB/T 2099.1-2021《家用和類似用途插頭插座 第1部分： 通用要求》、GB/T 17465.1-2009《家用和類似用途器具耦合器 第 1部分：通用要求》、GB/T 16915.1-2014《家用和類似用途固定式 電氣裝置的開關(guān) 第1部分：通用要求》、GB/T 14536.1-2008《家用 和類似用途電自動控制器 第1部分：通用要求》[5]、GB/T 17466.1- 2019《家用和類似用途固定式電氣裝置電器附件安裝盒和外殼 第1部分：通用要求》、GB/T 13140.1-2008《家用和類似用途低壓電路 用的連接器件 第1部分：通用要求》等其他適用標(biāo)準(zhǔn)。測試標(biāo)準(zhǔn)較 多，為了滿足所有參加實(shí)驗(yàn)室的測試能力，故需設(shè)計制備一個通用 的測試樣品。本文以開展的兩次電氣產(chǎn)品絕緣電阻能力驗(yàn)證項(xiàng)目為例，重點(diǎn)論述樣品制備步驟，明確絕緣電阻的技術(shù)要點(diǎn)，以便為能 力驗(yàn)證提供者對該項(xiàng)目的實(shí)施提供一些參考，以及參加實(shí)驗(yàn)室能準(zhǔn) 確掌握關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)從而獲得滿意結(jié)果。
1 樣品制備
能力驗(yàn)證測試樣品的制備主要有方案策劃、關(guān)鍵元器件的選 型、樣品外觀設(shè)計、可行性驗(yàn)證以及均勻性穩(wěn)定性測試。
1.1 方案策劃
由于絕緣電阻試驗(yàn)的廣泛性，電氣領(lǐng)域類測試樣品眾多，所 依據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)較多，故樣品制備的方案策劃需考慮測試樣品的通 用性。
首先，對所依據(jù)的測試標(biāo)準(zhǔn)的具體測試方法進(jìn)行分析。能力驗(yàn) 證計劃選用了電氣領(lǐng)域類檢測機(jī)構(gòu)獲認(rèn)可較多的7個通用測試標(biāo) 準(zhǔn)，并對其測試方法進(jìn)行了比較分析，如表1所示。從表1可以看出： 測試要求都是施加500 V直流電壓，試驗(yàn)時間都是1 min，測試方法 無差異，僅絕緣電阻限值不同。
再者，對所依據(jù)的測試標(biāo)準(zhǔn)的測試過程進(jìn)行分析。在實(shí)驗(yàn)室日 常的測試中，絕緣電阻試驗(yàn)是一個定性的試驗(yàn)，測試人員只需把絕 緣電阻測試值與標(biāo)準(zhǔn)中要求的限值作比較進(jìn)行判定即可。該試驗(yàn)測 試過程的關(guān)鍵點(diǎn)有：
（1）測試值的確定。一個零部件樣品的絕緣電阻試驗(yàn)，通常需 要測試多組的絕緣電阻值，即需要測試人員根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)和樣品的 具體特性，測試不同極性之間或者極性和本體之間的絕緣電阻值。如：GB/T 2099.1-2008《家用類似用途插頭插座 第1部分：通用要 求》17.1.2中規(guī)定要求測試4種測試工況。
（2）限值的確定。測試限值主要根據(jù)被測試絕緣性或測試部 位確定。如：GB/T 14536.1-2008《家用和類似用途電自動控制器 第 1部分：通用要求》表13.1中規(guī)定基本絕緣、附加絕緣和加強(qiáng)絕緣的 限值分別為2 MΩ、5 MΩ和7 MΩ。測試樣品的被測絕緣性不同，絕 緣電阻限值不同。如：GB/T 16915.1-2014《家用和類似用途固定式 電氣裝置的開關(guān) 第1部分：通用要求》16章節(jié)表15規(guī)定了待測絕緣 部位不同，絕緣電阻限值也不同。
（3）測試結(jié)果的判定。測試樣品是否通過絕緣電阻試驗(yàn)的判 定是從多組絕緣電阻測試值中選擇最小值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求的限值 作比較判定，大于限值則通過，小于即反之。
綜上所述，絕緣電阻試驗(yàn)最后的測試結(jié)果是電阻值，被測試樣 品的測試部分是呈阻性，試驗(yàn)過程并不復(fù)雜，操作簡單。因此，從能 力驗(yàn)證計劃對檢測機(jī)構(gòu)的考核點(diǎn)和該試驗(yàn)的測試標(biāo)準(zhǔn)綜合考慮，能 力驗(yàn)證樣品采用外形小巧，測試方便的端子電氣盒，內(nèi)部元件采用高 精度的阻性元件組成，測試樣品的絕緣電阻限值選在2 MΩ～7 MΩ 之間。已實(shí)施的絕緣電阻能力驗(yàn)證計劃測試樣品都按照此思路進(jìn)行了設(shè)計。
1.2 外形設(shè)計
外形需考慮到能力驗(yàn)證項(xiàng)目運(yùn)輸?shù)谋憷院头€(wěn)定性，測試樣 品的外形需輕便和可靠。兩次能力驗(yàn)證計劃的測試樣品外形都 采用了使用頻次最高的耐高壓端子電氣盒，樣品表面貼有測試標(biāo) 識，標(biāo)識出每個測試端，如圖1和圖2所示兩次能力驗(yàn)證計劃的測 試樣品外觀。
次實(shí)施的CHEARI-PT089樣品共8個測試端，實(shí)際該項(xiàng)目只需上報1-2測試端的絕緣電阻值，故只使用到1-2測試端，其余都為空端，從外形整體看顯得不協(xié)調(diào)。
2021年實(shí)施的CHEARI-PT157的樣品共6個測試端，減少了2 個測試端，該項(xiàng)目需參加實(shí)驗(yàn)室測試1-2端和3-4端的兩組絕緣電阻 值，樣品中間端標(biāo)識為該項(xiàng)目名稱，從外形整體看，就更加小巧美 觀了。
1.3 元件選擇
考慮到絕緣電阻試驗(yàn)實(shí)質(zhì)是測試樣品阻性值的測試，故測試樣 品內(nèi)部元件主要是由電阻元件組成。為了測試樣品適合能力驗(yàn)證的 數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及樣品的均勻性和穩(wěn)定性，故兩次能力驗(yàn)證計劃都選用 了老化小、溫漂小、高精度0.1%的精密電阻。
由于CHEARI-PT089絕緣電阻試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證計劃有近200家參 加實(shí)驗(yàn)室，為了防止實(shí)驗(yàn)室之間串?dāng)?shù)，測試樣品設(shè)計為A樣和B樣， 限值都設(shè)計為2 MΩ。A樣品內(nèi)部設(shè)計為一個電阻元件，設(shè)計值為不 通過限值；B樣品內(nèi)部設(shè)計為三個電阻串聯(lián)組成，設(shè)計值為通過限 值。A樣品和B樣品的內(nèi)部測試電路都較簡單，主要是考核參加實(shí)驗(yàn) 室根據(jù)測試結(jié)果如何判定測試樣品是否通過絕緣電阻試驗(yàn)。
CHEARI-PT157絕緣電阻試驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證項(xiàng)目對測試樣品內(nèi)部測 試電路進(jìn)行了優(yōu)化，為了防止參加實(shí)驗(yàn)室測試前直接采用兆歐表測 試樣品的電阻值，故在內(nèi)部電路中增加了穩(wěn)壓二極管。該項(xiàng)目內(nèi)部設(shè) 計了兩組測試電路，要求上報兩組測試絕緣電阻值。根據(jù)參加實(shí)驗(yàn)室 數(shù)量，重新設(shè)計制樣35個，設(shè)計值確定在2 MΩ～7 MΩ之間。
1.4 可行性
新設(shè)計的能力驗(yàn)證測試樣品在批量生產(chǎn)制備前，需進(jìn)行樣品的 可行性驗(yàn)證。根據(jù)測試項(xiàng)目的性質(zhì)即是否可重復(fù)性測試、測試成本 以及均勻性穩(wěn)定性的要求，該項(xiàng)目的測試樣品試樣數(shù)量為6～10個。 若試樣的絕緣電阻測試值在策劃方案設(shè)計值的偏差范圍內(nèi)，那么該 試樣通過可行性測試，可以進(jìn)行批量制備生產(chǎn)。若試樣的絕緣電阻 測試值超出可接受的偏差范圍，就需要對試樣的內(nèi)部設(shè)計電路、關(guān) 鍵元件選型、安裝等進(jìn)行修改，直到達(dá)到可接受的設(shè)計偏差范圍要求。偏差范圍可以參考所選內(nèi)部電阻元件的精度偏差范圍。還需保 證測試樣品的均勻性和穩(wěn)定性，確保最后的不滿意結(jié)果不歸咎于樣 品之間或樣品本身的差異性。批量制備的測試樣品需進(jìn)行均勻性穩(wěn) 定性測試。
（1）均勻性檢驗(yàn)：由于絕緣電阻試驗(yàn)是可以進(jìn)行重復(fù)性測試， 故采用全檢方式進(jìn)行。每組樣品測試兩次，采用CNAS-GL003《能 力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中4.2節(jié)單因子方差分析（F 檢驗(yàn)）準(zhǔn)則進(jìn)行均勻性判定。回樣后，使用Ss≤0.3σ進(jìn)行核驗(yàn)，核驗(yàn) 結(jié)果，證明樣品的均勻性。
（2）穩(wěn)定性檢驗(yàn)：均勻性檢測后，從均勻性測試樣品中隨機(jī)抽 檢至少6個測試樣品在發(fā)樣前進(jìn)行穩(wěn)定性檢測。依據(jù)CNAS-GL003 《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中5.2.2二個平均值之間 的一致性（t檢驗(yàn)）進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，證明樣品的穩(wěn)定性。
總之，絕緣電阻試驗(yàn)測試樣品的設(shè)計并不復(fù)雜，主要是從絕 緣電阻試驗(yàn)的性質(zhì)考慮。測試樣品還需不斷的優(yōu)化改進(jìn)，更加貼 切實(shí)際的測試樣品，使測試人員更加容易理解和掌握測試方法。 如：設(shè)計為多個測試端，模擬實(shí)際測試樣品的L極、N極、E極和B 極（本體）。
2 技術(shù)分析
在能力驗(yàn)證實(shí)施中，要求參加實(shí)驗(yàn)室反饋測試數(shù)據(jù)過程、測 試過程的照片以及測試設(shè)備使用情況，并對關(guān)鍵步驟進(jìn)行調(diào)查和 統(tǒng)計。總結(jié)了影響測試結(jié)果的重要因素及注意事項(xiàng)，分析了以后測 試需要改進(jìn)的措施，以減少測試結(jié)果的差異，提升實(shí)驗(yàn)室的檢測 能力[8]。主要相關(guān)因素有以下幾種。
2.1 測試環(huán)境因素
通常情況下，材料的絕緣性受周圍環(huán)境的溫濕度影響。溫濕 度升高，一般的絕緣材料絕緣值減小。因此，在進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn) 時，要求測試樣品進(jìn)行預(yù)處理與測試環(huán)境的溫濕度達(dá)到一致。引用 標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定要求在潮濕箱或者在已使樣品達(dá)到規(guī)定溫度的房間里 進(jìn)行，為了減小各實(shí)驗(yàn)室之間的溫濕度差異，作業(yè)指導(dǎo)書中統(tǒng)一規(guī) 定了預(yù)處理環(huán)節(jié)，要求測試樣品在環(huán)境溫度20oC±5oC，相對濕度 45%～75%的環(huán)境下進(jìn)行預(yù)處理24 h，使其和環(huán)境達(dá)到熱平衡。環(huán) 境溫濕度的控制方法通常有兩種，一種是直接放置恒溫恒濕箱中， 另一種是用溫濕度監(jiān)控環(huán)境溫濕度，目前大部分實(shí)驗(yàn)室還是采用第 二種預(yù)處理方法。
從實(shí)驗(yàn)室返回的調(diào)查表看，參加實(shí)驗(yàn)室溫度范圍控制在 17oC～25oC之間，相對濕度控制在45%～74%之間，溫濕度都符合 要求。特別是測試樣品放置在潮濕箱中進(jìn)行測試，全不受周圍氣流的影響，環(huán)境溫濕度控制較好，故建議有條件的實(shí)驗(yàn)室盡量采用 第一種方法進(jìn)行預(yù)處理。
2.2 測試設(shè)備因素
目前絕緣電阻試驗(yàn)的測試設(shè)備有耐壓絕緣電阻測試儀、安規(guī)綜 合分析測試儀和數(shù)字兆歐表等。從絕緣電阻試驗(yàn)的判定方式看，目 前測試設(shè)備共有兩種類型。
一種是測試人員判定。即測試設(shè)備僅顯示絕緣電阻值，測試人 員通過測試值與標(biāo)準(zhǔn)要求的限值作比較，判定測試樣品是否通過。 如數(shù)字式電阻測試儀表、數(shù)字兆歐表和絕緣表等。
另一種是設(shè)備自動判定。即在測試設(shè)備上設(shè)置上下限值，設(shè)備 自動把絕緣電阻值與限值比較，以“PASS”或“FAIL”形式顯示結(jié) 果。如安規(guī)綜合測試儀、絕緣耐壓測試儀、絕緣電阻測試儀、絕緣耐 壓測試儀等，這是實(shí)驗(yàn)室比較普遍使用的測試設(shè)備。
能力驗(yàn)證項(xiàng)目要求參加實(shí)驗(yàn)室最后需上報具體的絕緣電阻測 試值。從參加實(shí)驗(yàn)室調(diào)查表看，直接影響測試結(jié)果的是測試設(shè)備精 度和試驗(yàn)電壓，若試驗(yàn)電壓或阻值測量精度低，則會引起測試結(jié)果 的偏差。有絕緣電阻測試儀測試電壓是旋鈕分檔式的，當(dāng)旋鈕調(diào)至 測試檔時，其實(shí)際開路電壓有可能誤差較大，導(dǎo)致測試結(jié)果的偏 離。故建議對絕緣電阻測試設(shè)備進(jìn)行計量，同時為保證一個計量周 期內(nèi)測試設(shè)備的穩(wěn)定性，需定期進(jìn)行期間核查。因?yàn)椴糠謱?shí)驗(yàn)室的 測試設(shè)備經(jīng)常用于大型設(shè)備的測試，會經(jīng)常移動或是便攜式，所以 試驗(yàn)設(shè)備的期間核查是不可少的，從而確保測試結(jié)果的有效性和 準(zhǔn)確性。
