影響高壓線束絕緣電阻和耐電壓的因素

【摘" 要】絕緣電阻、耐電壓是衡量電動汽車安全的重要指標，深入研究影響高壓線束絕緣電阻和耐電壓的因素就顯得尤為重要。文章深入研究溫度對高壓線束絕緣電阻和耐電壓的影響，以及高壓線束制造的在線檢測環節中多回路合并測試方式對絕緣電阻和耐電壓的影響。通過試驗數據的分析得出結論，為設計、制造提供強有力的理論支撐，以此提高設計可靠性，解決在線檢測效率低下的問題。

【關鍵詞】絕緣電阻；耐電壓；高壓線束；設計；制造；效率

中圖分類號：U463.6" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（2025）03-0126-03

Factors Affecting Insulation Resistance amp; Withstand Voltage of HV Wiring Harness

【Abstract】Insulation resistance and withstand voltage are important indicators to measure the safety of electric vehicles. It is particularly important to study the factors that affect the insulation resistance and withstand voltage of high-voltage wiring harnesses. This paper mainly studies the influence of temperature on the insulation resistance and withstand voltage of high-voltage wiring harnesses，as well as the influence of the multi-loop combined test method in the online inspection link of high-voltage wiring harness manufacturing on the insulation resistance and withstand voltage. Draw conclusions through the analysis of experimental data，and provide strong theoretical support for design and manufacturing. In this way，the reliability of the design is improved and the problems of low efficiency of online detection are solved.

【Key words】insulation resistance；withstand voltage；high voltage wiring harness；design；manufacture；efficiency

0" 引言

高壓線束所用的絕緣材料多為交聯聚烯烴（XLPO）和硅橡膠，對應的絕緣電阻和耐電壓能力同這兩種材料有著密切的關系，比如環境溫度、絕緣層厚度、絕緣層長度、海拔、吸水性、伸縮強度等因素對高壓線束的絕緣電阻和耐電壓都可能存在著或多或少的影響。

本文著重從兩個方面來驗證是否對高壓線束絕緣電阻和耐電壓有影響：一是溫度對高壓線束絕緣電阻和耐電壓的影響，來為設計提供可靠性依據；二是測試方式對高壓線束絕緣電阻和耐電壓的影響。本文所描述的測試方式有單根回路測試和多根回路合成測試，為提高制造效率提供理論依據。試驗多采用控制變量法，進行有效對比，試驗數據更有參考價值。本文高壓線束絕緣電阻測試條件為直流1000V、時間60s，耐電壓測試條件為交流2000V、時間60s，后續試驗條件不再重復描述此值。

1" 溫度對高壓線束絕緣電阻和耐電壓的影響

1.1" 試驗條件

線束放置在高溫、低溫、常溫（對應的溫度分別為85℃、-40℃、23℃）3種溫度環境下，待溫度穩定10min后測試線束絕緣電阻值和耐電壓的值。注：此試驗條件除了溫度不同，其余均相同。

1.2" 試驗設備

高低溫環境箱、絕緣耐壓測試儀。

1.3" 試驗樣件

準備3根完全一致的高壓線束，并為其編號#1、#2、#3，如圖1所示。

1.4" 試驗步驟

1）常溫下測試3根被測線束的絕緣電阻和耐電壓，記錄數據。

2）把3根被測線束放到環境箱內，升溫至85℃保持10min，測試絕緣電阻和耐電壓，并記錄數據。

3）把3根被測線束放到環境箱內，降溫至-40℃保持10min，測試絕緣電阻和耐電壓，并記錄數據。

1.5" 數據整理分析

整理后的測試數據見表1、表2。

圖2為絕緣電阻曲線圖，樣線在常溫和低溫條件下絕緣電阻都很大，遠遠大于5000MΩ，而在高溫條件下絕緣電阻非常小，接近150MΩ，且3根樣線試驗情況一致。

圖3為耐電壓曲線圖，樣線在常溫、低溫、高溫條件下的漏電流無明顯差異，都位于0.15mA以下，且3根樣線試驗情況一致。

1.6" 小結

高溫對高壓線束的絕緣電阻有很大影響，對耐電壓沒有影響；低溫對絕緣電阻和耐電壓都沒有影響。

2" 測試方式對高壓線束絕緣電阻和耐電壓的

影響

2.1" 試驗條件

所有樣件均在常溫下進行測試。

2.2" 試驗設備

絕緣耐壓測試儀、電烙鐵。

2.3" 試驗樣件

準備10根1m長的導線。

2.4" 試驗步驟

1）用剝線鉗將10根導線兩端的外絕緣剝去100mm，屏蔽擰成條狀，內絕緣剝去50mm。

2）使屏蔽和線芯分離足夠遠。

3）把10根導線分為A和B兩組，每組5根導線，其中A1和B1代表線芯，A2和B2代表屏蔽線。

4）按照圖4測試10根線的絕緣電阻和耐電壓，并記錄A1-A2和B1-B2的絕緣電阻和耐電壓數據。

5）把測試完的A組和B組導線分組，兩兩一組，共5組，用電烙鐵焊接起來，形成圖5的連接方式（A組和B組之間的線芯和屏蔽用100mm對應線徑的導線連接線橋接）。

6）按照圖5在C1和C2的末端測試絕緣電阻和耐電壓，并記錄C1～C2的絕緣電阻和耐電壓數據。

7）按照圖6把步驟6）的樣件在橋接處重復測試絕緣電阻耐電壓，并記錄D1和D2的絕緣電阻和耐電壓數據。

8）把步驟6）的試驗樣件按照圖7橋接好另外一端，連接線規格同步驟5）。

9）按照圖7測試E1～E2絕緣電阻和耐電壓，并記錄E1～E2的絕緣電阻和耐電壓數據。

2.5" 數據整理分析

數據整理后，A組～E組數據見表3。

由圖8可知絕緣電阻都在1.6GΩ以上，且都很穩定。

1）A、B組同C組或D組或E組對比，長度不同（長線和短線成兩倍關系），結果無明顯差異。

2）C組同D組對比，測試位置不同，結果無明顯差異。

3）C組、D組同E組對比，測試連接方式不同，結果無明顯差異。

由圖9可知漏電流存在如下差異。

1）A、B組同C組或D組或E組對比，長度不同（長線和短線成兩倍關系），結果差異明顯，長短線漏電流也成兩倍關系，長度與漏電流成正比。

2）C組同D組對比，測試位置不同，結果無明顯差異。

3）C組、D組同E組對比，測試連接方式不同，結果無明顯差異。

2.6" 小結

1）線束越長，漏電流越大，且成正比。

2）漏電流大小與測試位置無關。

3）漏電流大小與測試連接方式無關。

4）絕緣電阻與線束長度、多合一連接方式、測試位置無關。

3" 總結

新能源汽車在中國甚至全世界高速發展的今天，對高壓線束而言，是機遇，更是挑戰，要求線束廠商有更強的技術研發能力和大批量快速制造能力，同時要保證產品品質，那么以上試驗數據就能為從事高壓線束設計和制造的廠商或者人員提供參考。一方面要提醒高壓線束設計者，在設計中要著重考慮高壓線束的使用溫度環境，過高會影響產品的安全性能；另一方面是高壓線束制造廠商在生產過程中的在線檢測環節，往往承擔著比較大的產能壓力，所以測試時間對于此環節至關重要，縮減測試時間就成了該測試環節的重要課題。縮減測試時間的一個途徑就是把被測線束多個回路合并成一個回路進行測試（多合一），這樣能減少測試次數，從而達到減少測試時間、提高效率的目的。

參考文獻

[1] GB/T 11918.1—2014，工業用插頭插座和耦合器 第1部分：通用要求[S].

[2] LV215-1：2009，新能源汽車用連接器設計標準[S].

[3] LV216-2：2012，電動汽車高壓電線標準[S].

[4] ISO 6722，國際汽車電線標準[S].