一、制定背景
線纜測試儀主要用于測試安裝成線纜或線束的電子線的交流耐電壓、絕緣電阻、線纜直流電阻和線間電容，它通過自動掃描的方法，快速有效地測試各種排線的性能，達到提高工作效率和降低工作強度的目的。電子線是電器設備內部線的二種簡稱，線路傳輸主要以弱電信號為主，與強電范疇能量傳輸的電纜屬于不同概念。線纜測試儀通過開關矩陣切換測試接點與內部測試功能，能夠同時對32條電子線或更多線路的線纜進行交流耐電壓、絕緣電阻、直流導通電阻及線間電容的性能測試。同時它還是一種智能儀器，可以將客戶提供的樣板線纜作為標準材料，與生產廠商生產的線纜進行比較，保障生產廠商的產品與客戶樣板參數的一致性。還能夠進行測試數據的統計和匯總，對每條線纜測試情況進行分析，供品管部門作為生產質量的參考。線纜測試儀在電腦線纜、信息外設、通信終端、智能儀器等生產廠商中得到廣泛應用。
隨著IT產業的發展，線纜測試儀在國內外已經生產和使用了十幾年，我國暫時沒有相關的國家檢定規程或校準規范，導致線纜測試儀的校準無法可依，各地在檢定項目、校準方法、標準器的要求及技術要求等方面不能統一，不夠規范和完善。針對上述原因，為滿足計量溯源和市場的需求，我院起草的JJF1457 -2014《線纜測試儀校準規范》于2014年4月21日經國家質檢總局批準發布，并自2014年7月21日正式實施。
二、制定依據與適用范圍
JJF 1457 -2014 編制時依據了國家計量技術規范JJF1001-2011《通用計量術語及定義》 ， JJF 1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》、JJF1071-20 10《國家計量校準規范編寫規則》， 參考了JJG690-2003《高絕緣電阻測量儀(高阻計)檢定規程》 ，JJG795-2004《耐電壓測試儀檢定規程》、JJG 1005-2005《電子式絕緣電阻表檢定規程》、UL758-2006REV.12 :2013 Appliance WiringMαterial等標準文件，分別選取多個廠家型號的儀器進行計量性能實驗，確定校準項目及技術指標。
線纜(線束)直流及低頻等效電路如圖1 所示，其中， L1 、L2為兩條平行傳輸導線， R1、R2分別為L1 和L2的導通電阻， R3 為L1和L2之間的絕緣電阻， C1為L1 和L2的線間電容。
依照UL 1581 及UL 758 標準，電子排線(線纜)的電氣性能測試項目及測試設備應包括以下內容(部分) : (1)導體直流電阻; ( 2 ) 耐壓試驗; ( 3 ) 絕緣電阻試驗; (4 ) 電容和相對電容率試驗; ( 5 )導體連續性試驗。線纜測試儀主要用于測量線纜的直流及低頻參數，它的測試項目應包括以上5個項目。因此，JJF1 457-2014的適用范圍是: 適用于測試各種弱電線纜(或線束)工頻交流耐電壓、絕緣電阻、線纜直流電阻、線間電容的線纜測試儀的校準。有一些用于測試通信線纜的高頻特性的網絡線纜分析儀，其計量特性不在JJF1457-2014規定的范圍之內，不適直采用本規范的方法進行校準。
三、規范的主要內容
JJF1457-2014規定了規范的適用范圍、引用文件、術語和計量單位、校準方法及校準所用的儀器設備的要求。其主要項目為: (1)開關矩陣的檢測; (2)交流耐電壓;(3)絕緣電阻; (4)線纜直流電阻; (5)線間電容測量。
線纜測試儀作為智能儀器，在進行線纜檢測之前需執行"讀線"功能，將樣板線纜的網絡連接關系讀入內部。線纜測試儀在檢測線纜的過程中只對有網絡連接的線纜進行測試，沒有網絡連接的線纜就元需測試，可以提高檢測效率。因此，在校準線纜測試儀時，連接好標準器和被校儀器后必須先執行"讀線"功能，讀取網絡連接關系，才能正常開展各項目的校準工作。
1. 開關矩陣的檢測
交流耐電壓、絕緣電阻、線纜直流電阻及線間電容測量等項目校準方法已經很成熟，但線纜測試儀有其自身的特點。它的測試接口并不是固定不變的，而是在通過"讀線"功能讀取線纜的網絡連接關系后，通過內部開關矩陣自動切換相應的測試功能及測試接點，在使用常規方法對被校儀器計量性能進行校準之前，需檢測其開關矩陣及測試接點的功能是否滿足要求。開關矩陣及測試接點的檢測可以采用配套接口測試板，找出不合格的開關矩陣及測試接點，在校準中應避免使用這些接點，以免校準數據及結果錯誤。
接口測試板由以下4種類型測試板組成: 用于設置線纜連接網絡及歸零直流導通電阻的短路測試板、用于測量導通性能的導通測試板、用于測量絕緣性能的絕緣測試板以及用于測量電容性能的電容測試板。接口測試板的接口應適配被校儀器的測試接口，制作原則應保證檢測到所有的開關矩陣及測試接點。為便于操作及記錄不合格測試接點， JJF1047-2014推薦采用"通過式"接口測試板。導通測試板取值為9Ω，絕緣測試板取值為12MΩ ，電容測試板取值為1nF ，如果被校線纜測試儀的測量范圍在上述3種測試板之外，也可以根據其測量范圍或者客戶的需求選擇其他測試點，選點的原則是在保證測試板準確度的情況下，導通電阻盡量小，絕緣電阻盡量大。
2. 線纜測試儀的類型及選點原則
線纜測試儀種類繁多，按測量功能分為簡易型和高級智能型。簡易型線纜測試儀，只有絕緣報警電阻和導通電阻功能，儀器內部沒有升壓電路，絕緣報警電阻和導通電阻都是定點設置，被測線纜達到預置的報警電阻值就自動報警。高級智能型的線纜測試儀，有交流耐電壓、絕緣電阻、導通電阻和線間電容等功能，各參數都連續可調，電阻電容值直接顯示，可以輸出1kV交直流電壓。因此，在校準選點時必須考慮儀器功能和類型的差異。
輸出電壓定點設置或電阻定點設置的線纜測試儀，內部電壓產生電路或電阻設置電路各點相對獨立，各點誤差受設置點元器件的影響，為全面判斷被校儀器的計量性能，應校準每個輸出電壓或電阻點。連續可調的線纜測試儀的誤差僅取決于量程設置元件和數模轉換器，具有良好的線性，僅校準量限范圍內的3-5個點即可滿足要求。
JJF 1457-2014 之7.2.4是測量線纜直流電阻的方法，線纜測試儀的直流電阻測量范圍從0.1Ω- 1MΩ不等，跨越了多個十進量程，如果僅選取5個校準點，無法全面覆蓋其計量特性。因此，在校準選點時應至少考慮被校儀器測量范圍的上限、下限及每一個十進量程，并且不少于5個校準點。
四、規范執行中應注意的問題
1. 測試時間的影響
線纜測試儀的測試時間一般為(0.01-10)s ，測試時間的長短對測試結果有一定影響。計量校準為保證量值溯源的準確性，應將測試時間設置為最長。在進行開關矩陣掃描時，應在測試時間最短和最長兩種情況下分別取一組數據， 判斷導通電阻測試單元、絕緣電阻測試單元、電容測試單元及開關矩陣受測試時間變化的影響是否超出了儀器的要求。
2 .校準泄漏電流的方法
線纜測試儀耐電壓功能測量泄漏電流部分與耐電壓測試儀擊穿報警電流功能不同，線纜測試儀泄漏電流值超過報警電流的設定值，線纜測試儀也不會切斷輸出電壓，而是繼續等待所有連接網絡都測試完成后，才會顯示超過設定電流值的網絡及泄漏電流的最大值。因此，校準時必須由高到低調節直流高阻箱電阻，使標準交流電流表由低到高接近校準點，線纜測試儀測試完畢后再記錄被校線纜測試儀與標準交流電流表的電流值。
3. 失真度的測量
一般失真度測量儀電壓輸入量程不超過300V，而線纜測試儀交流耐電壓功能最高輸出電壓可達1.5kV ，超過了失真度測量儀的輸入電壓量程，此時應采用交流電壓分壓器降低輸入的電壓，使失真度測量儀工作在電壓輸入量程范圍內。線纜測試儀交流耐電壓功能是在兩條平行導線之間施加交流電壓， 而不是像常規耐電壓測試儀在高壓端與地端之間施加交流電壓，因此在導線與地端存在電壓差。而失真度測試儀的輸入接口低端一般接儀表外殼地端。如果直接將失真度測試儀直接連接到高壓輸出與地端沒有隔離的被校儀器，會使被校儀器的高壓輸出對地短路，從而導致測試不通過或者損毀儀器的情況出現。因此，校準線纜測試儀輸出電壓失真度時，應將線纜測試儀的測試導線與外亮地線進行隔離。例如，在保證安全的情況下， 失真度測試儀的電源與被校儀器相隔離，或者使用差分示波器衰減器作輸入分壓器。
4. 絕緣報警電阻
線路導通殘余電阻對測量絕緣報警電阻結果無影響，實驗結果證明線纜測試儀在歸零前與歸零后絕緣報警電阻基本保持不變，因此測量絕緣報警電阻前，不需要消除線路的零位電阻。
5. (瞬時)短路開路的檢測
為了提高線纜的檢測效率，部分線纜測試儀具有(瞬時)短路開路功能，可以在短時間內檢測線纜的導通電阻是否超過了預制的限值或者線纜間的絕緣電阻是否低于預制的限值。該功能可以按JJF1457-2014之圖5連接， 依據JJF1457-2014之7.2.3.2項的第2 ) 款校準其絕緣報警電阻，此時若電阻值低于線纜測試儀預制的限值， 線纜測試儀報警。也可按JJF1457-2014之圖6連接，依據JJF1457-2014之7.2.4.2項校準其導通電阻， 此時若電阻值高于線纜測試儀預制的限值，線纜測試儀報警。
作者：何洪波 李春龍 葉峻江
單位：廣東省計量科學研究院
| 歡迎光臨 計量論壇 (http://www.dy313.com/) | Powered by Discuz! X3.4 |