論電線電纜中導(dǎo)體電阻檢測(cè)

閆 嶸

（汕頭市測(cè)試技術(shù)研究院，廣東 汕頭 515000）

導(dǎo)體電阻檢測(cè)對(duì)于電線電纜類(lèi)電器裝備來(lái)說(shuō)，是非常重要的測(cè)試項(xiàng)目，已經(jīng)成為了例行測(cè)試。一般情況下，是要求電線電纜中的導(dǎo)體電阻越小越好，因?yàn)檫@樣可以減少電力在線路中的損耗，同時(shí)對(duì)于一些特殊產(chǎn)品，比如高壓阻尼電阻線，要求電阻在某特定的范圍內(nèi)。［1］一些非法的電線電纜生產(chǎn)廠家為了牟取利益，而制造不合格產(chǎn)品銷(xiāo)售，這些都決定了電線電纜在進(jìn)入市場(chǎng)使用前必須經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的檢測(cè)，才能保證市場(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量。本文主要介紹了電線電纜中導(dǎo)體電阻的檢測(cè)方法等相關(guān)內(nèi)容。

1 檢測(cè)方法

電線電纜中導(dǎo)體電阻的測(cè)定儀器常使用雙橋，該雙橋具有各種型號(hào)，根據(jù)樣品的測(cè)量范圍具體選擇，而如果電阻大于200 Ω可選用單橋。要求精度高于或等于0.2，準(zhǔn)確度高于或等于0.1級(jí)。在進(jìn)行檢測(cè)前，先將樣品靜置一段時(shí)間，使其溫度接近于外部環(huán)境溫度，同時(shí)盡量控制外部環(huán)境溫度不變。［2］試驗(yàn)所用電流大小要適當(dāng)，不可過(guò)高，否則可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體的溫度升高，如果是測(cè)量樣品的電阻較小，一般是小于0.1 Ω，則要采用反向電流重復(fù)測(cè)量，兩次試驗(yàn)取均值。

2 結(jié)果計(jì)算及影響因素分析

2.1 結(jié)果計(jì)算

標(biāo)準(zhǔn)狀況下，使用單橋檢測(cè)樣品時(shí)，樣品的電阻大小采用下式計(jì)算：

Rx＝Rn·R1/R2

式中：Rx：樣品電阻，Ω；

Rn：標(biāo)準(zhǔn)電阻，Ω；

R1、R2：電橋平衡時(shí)的橋臂電阻，Ω。

當(dāng)單橋接線其電阻值大于或等于待測(cè)樣品電阻的0.2%時(shí)，則待測(cè)樣品的電阻值要進(jìn)行校正，校正公式為：

Rx＝Rx－Rc

式中：Rx：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下計(jì)算出的樣品電阻，Ω；

Rc：樣品短路時(shí)，單橋接線的電阻，Ω。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果影響因素分析

試驗(yàn)結(jié)果主要是接觸電阻導(dǎo)致的影響，［3］由于絞合結(jié)構(gòu)導(dǎo)體芯表面暴露在空氣中，逐漸會(huì)被氧化，并且該氧化層產(chǎn)生電阻率可能會(huì)大于該導(dǎo)體，因此當(dāng)檢測(cè)電線電纜中導(dǎo)體電阻時(shí)，樣品與夾具連接后，這樣其中間就存在著由于氧化層產(chǎn)生增加的電阻，并且該電阻隨氧化層厚度、接觸面積等因素而變化，同理，在絞合結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單線中，該接觸電阻也存在，隨著力的大小而改變。如果絞線的橫截面積比較大，則其電阻會(huì)隨著橫截面積的增大而增加，同時(shí)由于氧化鋁的電阻較高，接觸電阻也會(huì)增加，這樣會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)很大影響。連接樣品所用的夾具一般可分為刀形和圓環(huán)形兩種，刀形適宜測(cè)量單線和實(shí)心線，但不適宜測(cè)量截面積比較大的線芯，因?yàn)榈缎蔚膴A具在垂直方向上夾緊線芯，會(huì)導(dǎo)致線芯變形，單線分散，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，而環(huán)形的夾具雖然在圓的方向上夾緊線芯，使得各個(gè)單線緊密接觸，然而卻導(dǎo)致了接觸電阻的產(chǎn)生，并且接觸越緊，電阻越大，故試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果也不準(zhǔn)確，分散性較大。經(jīng)過(guò)研究表明，［4］銅材質(zhì)所制得的線芯的試驗(yàn)結(jié)果其分散率大于銅材質(zhì)。由于接觸電阻的存在，導(dǎo)致其在通電后可以分得一部分電壓，因此可以同夾具直接接觸的單線，其電流會(huì)大于不接觸夾具的單線，這導(dǎo)致了樣品內(nèi)部單線之間的電流大小不一致，該問(wèn)題的解決方法可以是，將夾具和線芯的兩端盡量靠近以降低誤差，或者將電流直接通過(guò)連接位置，則此時(shí)結(jié)果為最好，或者可以采用端部焊接法，研究表明，端部焊接后，截面積較小的電線電纜其實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果分散率可以降低至0.1%，而截面較大的電線電纜可以降低至1%。電流大小也可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否受到電流大小影響的方法是：使用比值為1.41的兩個(gè)大小不同的電流測(cè)量時(shí)，如果兩次測(cè)量其試驗(yàn)結(jié)果電阻值差值小于0.5%，則判斷該結(jié)果沒(méi)有因電流的改變而改變，當(dāng)使用比值為1的兩個(gè)電流進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其導(dǎo)線的溫度不會(huì)增加。研究表明，線芯為銅的電纜，其測(cè)量所用電流最好不超過(guò)1 A/mm2。除了接觸電阻和電流大小之外，如果線芯的溫度同外部存在溫差或者樣品長(zhǎng)短等也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 電線電纜導(dǎo)體電阻測(cè)定實(shí)驗(yàn)新標(biāo)準(zhǔn)同舊標(biāo)準(zhǔn)的比較

電線電纜導(dǎo)體電阻實(shí)驗(yàn)新標(biāo)準(zhǔn)于2008年正式使用，同舊標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3048.4－1994相比之后，其區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)：

3.1 導(dǎo)體溫度

電線電纜其導(dǎo)電線芯一般為銅材質(zhì)或鋁材質(zhì)，銅的電阻隨著溫度的改變而改變，因此實(shí)驗(yàn)所測(cè)定出來(lái)的樣品電阻值也隨著溫度的改變而改變，不同的溫度，其導(dǎo)體電阻值不同，一般是將其換算為20 ℃。下的電阻值，以便于比較。但是溫度的改變應(yīng)該是以檢測(cè)時(shí)，導(dǎo)體本身的溫度為計(jì)算，而以前直接采用的是外界環(huán)境溫度，這兩個(gè)概念不可同日而語(yǔ)，因此，在新標(biāo)準(zhǔn)中提出了環(huán)境溫度和導(dǎo)體溫度的換算，給出了校正系數(shù)，不同溫度下的校正系數(shù)不同，換算簡(jiǎn)便。但該校正系數(shù)僅應(yīng)用于例行試驗(yàn)，成盤(pán)電纜可滿(mǎn)足要求。

3.2 有效數(shù)字位數(shù)

舊標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于有效數(shù)字的要求是根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，而事實(shí)上，有效數(shù)字的確定要根據(jù)測(cè)量時(shí)的系統(tǒng)誤差，并不是單純的根據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。因此新標(biāo)準(zhǔn)中刪除了關(guān)于有效數(shù)字位數(shù)的6.4條。

3.3 測(cè)量?jī)x器的改變

新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在誤差允許的情況下，不僅可以使用電橋測(cè)定導(dǎo)體電阻，也可以使用數(shù)字式測(cè)量?jī)x器，原理采用直流電—電壓降直接法。

3.4 檢測(cè)技術(shù)的改變

新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于電纜截面如果使用了試劑進(jìn)行處理，則之后必須用水清洗干凈，同時(shí)針對(duì)導(dǎo)體的研發(fā)，規(guī)定阻水型導(dǎo)體，必須用熔點(diǎn)低的合金。［4］

3.5 夾具

夾具是電線電纜中導(dǎo)體電阻檢測(cè)的重要裝置，IEC60648對(duì)于四端夾具的使用要求有如下規(guī)定，電位接點(diǎn)必須是鋒利的刀刃，其與電流接點(diǎn)的距離大于或等于截面總長(zhǎng)度的 1.5倍，然而市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的夾具其距離在30 mm左右，當(dāng)截面總長(zhǎng)度超過(guò)其1.5倍時(shí)，該夾具便不能滿(mǎn)足所規(guī)定的要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，電線電纜無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)中，還是在居民生活用電中等諸多方面，都要求電線電纜的生產(chǎn)必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，其中控制導(dǎo)體的電阻在一定范圍內(nèi)是十分重要的一個(gè)方面，以安全用電、節(jié)約能耗和成本等，為了實(shí)現(xiàn)這一要求，要求電線電纜檢測(cè)人員必須在監(jiān)測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格操作，并且在科技的推動(dòng)下改進(jìn)技術(shù)，提高精度等。本文對(duì)于新舊電阻檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比也充分說(shuō)明了檢測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步這一點(diǎn)，同時(shí)上文分析了影響檢測(cè)結(jié)果的一些主要因素，這需要認(rèn)真對(duì)待，以減少誤差。總之，相信在電線電纜檢測(cè)人員的努力下，導(dǎo)體檢測(cè)技術(shù)會(huì)越來(lái)越精準(zhǔn)。

1 賈宇東.電線電纜導(dǎo)體線芯直流電阻試驗(yàn)探討［J］.蘇鹽科技，2006（1）：15～16

2 劉文斌、伍學(xué)正、潘杭鈞.電線電纜直流電阻測(cè)試技術(shù)及影響因素的研究［J］.西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1995（6）：14～20

3 謝景鋒、郭偉俊.導(dǎo)體電阻測(cè)量不確定度評(píng)定［J］.廣東建材，2008（9）：152～153

4 杜瑞欽、曾 勇、杜瀚霖、郭 力.電線、電纜導(dǎo)體電阻檢測(cè)方法的研究［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)，2009（10）：48～51

5 崔祥柱.電線電纜直流導(dǎo)體電阻試驗(yàn)［J］.機(jī)電信息，2009（30）：81