一种电气产品的绝缘电阻能力验证结果分析

孙迅雷 李梁 刘洛阳 刘园伟

（许昌开普检测研究院股份有限公司 河南省许昌市 461000）

绝缘电阻受环境温湿度和测试时间影响较大。

电气产品材料的绝缘电阻值随环境温湿度的变化而变化，环境温湿度越高绝缘电阻相对就越小。因此，在进行绝缘电阻测量时，必须指明样品与环境达到平衡时的温度和湿度。

在被测材料表面施加直流电压时，材料表面流过的电流需要经过一段时间后才能达到稳定值，施加过程存在衰减。施加直流电压时，瞬时会有较大的充电电流流过，经过较长的时间缓慢的吸收，最终得到稳定的电导电流。样品的电阻值越高，达到电导电流稳定的时间就越长。所以，在进行绝缘电阻测量时，需要施加电压达到稳定后再读取仪器设备的测量值。

1 绝缘电阻能力验证详解及样品简介

1.1 能力验证的背景及详解

能力验证组织机构组织的能力验证是在实验室与实验室之间进行比对，从而确定实验室的校准能力、检测能力以及检查机构的检测检验能力的一项活动。例如由中国合格评定国家认可委员会(CNAS)及其合作组织、行业委员会组织或其它具备能力验证计划的提供者组织的能力验证活动。

具体有序的开展能力验证活动，对涉及检验、检测以及校准等相关方面具有很有利的监督和促进作用，对于实验室而言，使其满足IEC17025/ISO17025 认可服务，促进实验室内部质量管控、实验室内审；从而证明实验室具备在某个领域具备检验试验能力的重要依据。因此，目前无论在国际上还是在国内，能力验证活动都受到广泛的关注。

电工电子产品绝缘电阻试验项目，要求用绝缘电阻测试仪对能力验证[1]样品施加标准要求的直流电压，电压等级一般为直流250V、500V 和1000V 等，施加时间为1min，读取1min 后的电阻值即为被测样品的绝缘电阻值。传统的能力验证样品，可以用万用表或者电阻计直接测量得到精确电阻值，基于此，部分参加能力验证的机构直接以万用表的测试数据作为能力验证的抽检数据上报，这样不符合能力验证活动的初衷。本此能力验证在规范绝缘电阻检测能力验证的操作步骤，促使参加能力验证的机构统一按作业指导书中规定的标准方法进行绝缘电阻测试。

1.2 一种能力验证样品的简介

此次能力验证是由国家专业能力验证实验室组织的。本次的测试样品为指定的电气盒，如图1所示，样品上粘贴有编号。

样品发放前，均对样品进行了稳定性和均匀性检验。

收到样品后，首先要检查包装完好，拆封后检查样品的外观质量应无划痕及损伤,样品表面涂覆的颜色应均匀一致，无明显的色差和眩光，表面应无砂粒、趋皱和流痕等缺陷[2]，保证样品的完好性，以便于试验结果的准确。

2 本次能力验证试验项目

测试限值为2MΩ 时，样品1-2 端是否通过，判定为是或否；同时测试样品1-2 端的绝缘电阻值（单位为MΩ，保留小数点后两位）。

图1：试验样品图

图2：绝缘电阻测试

3 标准依据

家电院推荐的标准如下：

（1）GB/T 2099.1-2008《家用和类似用途插头插座 第1 部分：通用要求》

（2）GB/T 17465.1-2009《家用和类似用途器具耦合器 第1部分：通用要求》

（3）GB/T 16915.1-2014《家用和类似用途固定式电气装置的开关 第1 部分：通用要求》

（4）GB/T 14536.1-2008《家用和类似用途电自动控制器 第1部分 通用要求》

（5）GB/T17466.1-2008《家用和类似用途固定式电气装置电器附件安装盒和外壳 第1 部分：通用要求》

（6）GB/T 13140.1-2008 《家用和类似用途低压电路用的连接器件 第1 部分 通用要求》

（7）GB/T 15092.1-2010《器具开关 第1 部分通用要求》

上述标准中对绝缘电阻的测试要求基本一致。因电力行业参考上述标准较少，且我公司没有授权上述标准，因此使用的标准为：GB/T 7261-2016《继电保护和安全自动装置基本试验方法》。

4 测试要求

（1）试验场所的环境条件：保持恒定温度20℃±5℃，相对湿度45%～75%；

表1：测试设备

表2：绝缘电阻测试仪1508 校准结果

表3：数字毫秒表DM3-802 校准结果

表4：能力验证结果

（2）绝缘电阻测试仪的限值电阻设置为2MΩ；

（3）在测试端1-2 端施加500V 的直流电压，保持1min 后进行测试[3]，记录绝缘电阻值（单位为MΩ，保留小数点后两位），同时判定是否通过限值为2MΩ 时的绝缘电阻测试。

5 试验设备的选择

绝缘电阻的测试设备主要有三种，计时的测试设备有一种，如表1所示。

对选用的设备进行比较，具体情况如下：

（1）安规分析仪7451。当测试的绝缘电阻小于1MΩ 时，该测试设备直接报警，显示绝缘电阻小于1MΩ；当测试的绝缘电阻大于1MΩ 时，该测试设备会按照预设（直流电压500V，测试1min）进行测试，测试结果显示正确，可保留两位小数；

（2）电力安规分析仪19032-P。该测试设备会按照预设（直流电压500V，测试1min）进行测试，测试结果显示正确，但测试结果只能显示到小数点后1 位，与测试要求不符。

最终选择的是绝缘电阻测试仪1508 与数字毫秒表DM3-802 配合使用。由数字毫秒表DM3-802 计时，绝缘电阻测试仪1508 测试绝缘电阻。两个设备的校准结果如表2、表3所示，通过核对校准结果，上述两个设备在技术参数上也满足测试要求。

6 试验过程

（1）样品预处理。预处理：在进行绝缘电阻测量之前，将被测设备及测试仪器放置在温度为20℃±5℃，相对湿度45%～75%的环境下，进行稳定预处理至少12h，或者更长时间如：24h 或36h，尽可能使其和周围环境达到热平衡，测试过程保持样品在恒温恒湿下进行试验。

（2）样品分析。看测试要求[4]，判断样品1-2 端应该有一定的阻值，先使用34410A 多功能数字表进行测试，样品1-2 端的电阻为0.976MΩ。

（3）测试设备选择。通过比对测试选取的测试绝缘电阻的设备为绝缘电阻测试仪，制造单位：FLUKE，型号1508，结果为满足测试要求。

（4）根据测试要求，用绝缘电阻测试仪1508 与数字毫秒表DM3-802 配合试验，绝缘电阻测试仪1508 选择500V 电压后，与数字毫秒表DM3-802 同时开始，到1min 后同时结束。

（5）在测试结束后,绝缘体重累积了一定量的电能，而在电能被放电前，不可以进行任何操作，一个简单的安全规则：对设备的放电时间5 倍于充电时间（最后一次测试时间），设备可以通过短接两极和/或接地来放电以确保安全，可以有测试仪进行自动放电。绝缘电阻测试如图2所示。

7 能力验证结果分析

7.1 最终测试结果统计

经过多次测试，排除外界影响[5]，最终试验结果为0.98MΩ，详细的结果表4。

7.2 结果分析

分析本次试验中绝缘电阻测量的不确定分量有如下几条：

（1）测量重复性引起的不确定度分量；

（2）仪器的不确定度，由绝缘电阻测试仪测量不准引入的不确定度分量；

（3）绝缘电阻测试仪示值可读性（数字分辨力）引起的不确定度分量。

8 试验结论

电气产品绝缘电阻的大小反映其绝缘性能的好坏，正确有效的测量绝缘电阻，可以及时有效地判断家用电器是否受潮，有无老化，有无击穿、破损等。绝缘电阻的数值可以视为受潮、清洁及老化程度可靠的指标[5]。绝缘电阻能力验证不仅是检验实验室绝缘测试能力的体现，同时根据实验室能力设计比对试验的测试方案，进行多次有效试验，验证试验方案的可行性，总结分析试验结果，提出该标准优化测试方法的具体意见和方向，最终引导产品质量的提升。