智能型电线电缆的绝缘电阻与通断测试仪的研究

徐玮

摘 要 当前对电气工程和电子设施的电线电缆的连通及绝缘电阻相关情况进行测试，对于保证电气设施和供电系统正常运转，有着非常重要的作用。特别是对一些智能型的最大化电气设备，更是必不可少的一个环节。但是以往测试的办法不仅效率不高，需要很大的工作强度，并且检测的结果也不是很令人满意。本文对智能型电线电缆的绝缘电阻与通断测试仪的应用，进行分析和阐述，希望改进以往测试方法的不科学和不合理性，保证电气设施的安全、高效运行。

关键词 电线电缆；智能类型；绝缘电阻；通断测试；关系研究

中图分类号 TM7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0140-01

在当前经济社会日益发展和科技日益进步的背景下，航天、航海、军事以及特种技术等领域广泛地应用了智能型电线电缆，有效地提升了电力资源和信息信号的快速传输。但是一旦遇到潮湿、腐蚀、烧灼以及温差过度变化等不利情况，并且很多电线电缆由于是铺设在户外移动场所，如果遇到外力挤压、伸缩、拉弯等因素，就会出现故障，影响电线电缆的正常使用。因此，测试这种智能型电线电缆绝缘电阻和通断的关系，以往国内普遍应用的是人工操作的形式。但是因为这种测试具有相当高的技术含量，工作时间非常长，要非常精密、准确的测算，对测试人员和技术的要求比较高，不仅增加了工作难度，也不能保证测试的准确性和科学性。笔者试就智能型电线电缆的绝缘电阻与通断测试仪的科学应用，对于改善电气设施检测效果，提升设备检修维护的技术性能等方面的作用，谈些粗浅的认识。

1 传统测试方法的利弊

当前在对电线电缆绝缘电阻进行测试的时候，往往采用很多方法，然而在实验室条件下测试的比较多，并且往往通过高压摇表仪器进行测试，如果是检测智能型的电线电缆，就明显需要很多时间和人力。按照2007年颁布实施的《电线电缆电性能试验方法》（GB/T 3048-2007）规定，测试绝缘电阻可以使用检流计比较法与电流—电压法。但是这两种检测技术各有利弊，比如，检流计比较法是依托相同的电压环境，对需要检测的绝缘电阻和标准电阻测试数值分别对比，测试的最后数值同电压的精准系数关联不大，虽然测试的安全性能比较高，不过测试相对不是很快，测试的仪器比较大，在固定的场所检测比较适宜。电流—电压法虽然对前一个方法进行了完善，不过在测试仪器的准确程度、安全性能和内阻数值上要求比较严，而且如果电压环境不一样，测试出来的结果也不一样，准确性不是很强。

而目前应用效果比较好的就是回复电压法，不进操作起来很便捷，而且测试的结果很准确。这种方法通常是借助绝缘材料对于电压的极化情况，形成束缚作用的电力负荷，让内部的偶极子向着同一个方向组合，让外部的电压消失后，将电力负荷散发出去，电线电缆的内部出现了去极化现象，撤除两极中的短接线，这种现象还可以持续，这时候自由的电力荷载就将以电势差的形式出现到两个电极中间，形成回复的电压。一旦电线电缆遇到潮湿环境或者出现了老化问题，绝缘性能失效，回复电压就会出现变化。这种测试原理近几年已经广泛地应用到了成套的测试设备，并且对于已经潮湿或者老化的电线电缆绝缘电阻的测试效果非常明显。

2 智能型电线电缆的绝缘电阻与通断测试仪研究

2.1 测试装置的基本结构

对于智能型电线电缆绝缘电阻与通断关系进行测试，目前主要是应用上位机和下位机统一的方法，通常包含测试、控制和人机交互等环节（如图1）。

为了保证测试结果的安全性和稳定性，一般选用的是IPC一610工业控制计算机作为上位机，而使用兼具了回路测试和控制电路测试功能的嵌入式单片机作为下位机，使用航空插座作为电线电缆检测插座，一共利用了12个插座，一个插座有128个芯，一共有1536个芯，测试电线电缆绝缘电阻和通断关系的时候，将测试装置和电线电缆通过专门的电缆进行了连通，同时使用USB端口进行了上、下位机的连接，以保证电源和信号能够及时传送。

2.2 测试装置的技术要点

但是这种测试方法需要克服一定的技术难题，比如，需要了解绝缘高压的形成过程，如何能够稳定地经由测试装置的电路板和电子部件，连接在被测试电线电缆的上下端口，电线电缆数量很多要予以编号和进行继电设备矩阵的设计，使用USB端子对电路和通信协议进行连接要把握好，而且需要科学地设计测试工作程序、确定数据库和合理分析、利用测试结果。

一是科学设计测试回路系统。测试智能型电线电缆绝缘电阻的时候，首先应当在需要测试的电线电缆两侧经由插座接上高压，设计成测试回路，通过精确的电阻系统与电子元件组成分压的电路系统，保证测试回路传输的数据在电压取样系数的范畴内。因为检测的信号不是很强，波形变化很大，因而很容易受到外来电磁波和噪音的影响而变得相当小。所以在测试回路设计的时候需要考虑滤波设施，以增强测试结果的准确性，防止绝缘电阻测试出来的信号不符合数据采集的需要，也不利于分辨取样，影响测算到信号的精确度。

二是科学设计继电设备矩阵。对智能型电线电缆的绝缘电阻和通断关系进行测试，往往需要采集很多电路的信号资源，并且需要在不一样的测试环境下，检测各种电路连通的信号情况。传统的测试方法，往往是利用A/D增加值对电线电缆上部的客观情况进行取样，不过却使得测试变得非常繁琐，而且也让技术人员操作的时候需要多次反复进行。所以目前使用比较多的就是通过构建继电设备矩阵模型，以及时地获取测试装置里面各个信号的数据资源，非常灵活方便，而且有着非常好的扩展效果。

三是科学应用USB端口连接模式。近几年USB端子连接技术在电脑上应用的非常广泛。这种技术与RS-232接口比较接近，具备能够连接USB端口的硬件设施，并且可以满足USB通信协议中的相关数据，就能够将其连接到嵌入式测试装置内，利用电脑设备众多的信息组件，满足USB通信的测试功能。

四是科学设计软件控制系统。一般来说，电脑设备能够通过可视系统的研发设计来满足不同的需求，所以对于智能型电线电缆绝缘电阻和通断关系的测试，就可以通过科学地设计开发可视的嵌入式软件控制系统，减少对于技术人员的工作时间要求，提高作业效率，而且能够直观地连接测试结果。而这种嵌入式系统在设计的时候要综合运用多种计算机编程语言，如果通过模型封装的方法，就能够确保控制系统的工作程序有效进行，同时由于每个模型都是各自独立的，避免了扩大软件数据误差的比例，对控制系统智能化纠错容错性能的实现，具有很大作用。

3 结论

智能型电线电缆绝缘电阻与通断关系测试仪在经过了科研论证、参数测试和实践检验之后，测试效果非常理想，不仅扭转了以往测试技术不科学、测试结果不准确的弊端，实现了嵌入式测试技术领域的创新，而且有效地保证了电力设施的正常运转和电力资源的及时输送，改善了工作效能，为提升军事、航天等领域应用性能发挥了积极作用。

参考文献

[1]丁桂荣.浅谈如何进行电缆绝缘电阻测试[J].科技咨询导报，2007（7）：113.

[2]秦德满，李勇，吴长雷，等.一种高绝缘电阻测试仪的设计[J].电子设计工程，2015，23（7）：39-42.

[3]李琳琳，王二宝，孙继银，等.电缆绝缘电阻测试仪中高压电源的设计[J].电测与仪表，2013（5）：101-104.

[4]霍东晓，张合新，高飞.基于PC104的电缆通断测试仪设计[J].国外电子测量技术，2009，28（10）：37-40.