電線電纜導(dǎo)體直流電阻檢測(cè)問題及改進(jìn)方法研究

閆鋆 慕呈祥

武漢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 湖北武漢 430000

1 導(dǎo)體直流電阻的含義

導(dǎo)體在直流作用下產(chǎn)生的電阻是導(dǎo)體的直流電阻。在具體的測(cè)量工作中，可以根據(jù)導(dǎo)體的擠壓工藝和結(jié)構(gòu)，通過確定相鄰元件的值來獲得直流電阻值。但是，在具體測(cè)量中，使用常見的檢測(cè)技術(shù)是很難獲得準(zhǔn)確的值，這將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生更大的影響。例如設(shè)備，夾具，試樣等。

2 影響電阻值的因素分析

2.1 溫度對(duì)電阻的影響

在影響電流電纜直流電阻的所有環(huán)境因素中，濕度與溫度是最重要的因素。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3048.4-2007 中，規(guī)定導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)的空氣濕度不大于85%，環(huán)境溫度變化不應(yīng)超過±1℃，環(huán)境溫度為15 至25℃。當(dāng)前，各種測(cè)試組織通常使用除濕機(jī)和空調(diào)來改變環(huán)境濕度和溫度以滿足測(cè)試環(huán)境的要求。但是，使用空調(diào)時(shí)，流計(jì)會(huì)打滑，并且無法在穩(wěn)定的狀態(tài)下完成測(cè)量，在這種情況下，導(dǎo)體的直流電阻也會(huì)隨溫度的變化而變化，同時(shí)測(cè)試是由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。當(dāng)測(cè)量人員調(diào)整環(huán)境溫度時(shí)，樣品溫度會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度滯后而變化，因此在測(cè)量過程中，必須將樣品在測(cè)量環(huán)境中放置足夠的時(shí)間，以使其環(huán)境溫度與自身溫度保持平衡。測(cè)量值實(shí)際上并未反映電線和電纜的實(shí)際電阻[1-2]。

2.2 樣品制備對(duì)電阻值的影響

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3048.4-2007 明確規(guī)定了電線電纜樣品的制備。關(guān)于絕緣層的剝離，現(xiàn)階段的大多數(shù)測(cè)試部門都使用刀進(jìn)行手動(dòng)剝離。如果檢查員在剝離過程中產(chǎn)生的力太大，則導(dǎo)體更容易受到損壞，特別是對(duì)于由軟而細(xì)的銅線制成的導(dǎo)體而言，樣品的實(shí)際橫截面積較小。此外，在手動(dòng)剝離過程中施加過大的力會(huì)損壞導(dǎo)體，增加導(dǎo)體的直流電阻，并造成資源浪費(fèi)。同樣，如果通過樣品制備方法選擇的樣品受到絕緣層的保護(hù)，則在保存樣品后檢測(cè)到的電阻將不同于實(shí)際電阻。如果在剝離導(dǎo)體絕緣層后未立即進(jìn)行測(cè)試，導(dǎo)體表面將被氧化。氧化物層的厚度與樣品所處的環(huán)境密切相關(guān)。例如，在具有高濕度和高溫的環(huán)境中，氧化物層的厚度顯著增加。這也是實(shí)際的感應(yīng)電阻較大，導(dǎo)體的截面積較大，而導(dǎo)體材料為鋁時(shí)氧化程度更嚴(yán)重[3]。

2.3 夾具對(duì)電阻測(cè)量的影響

電流導(dǎo)體直流電阻測(cè)試設(shè)備主要是單臂橋和雙臂橋。雙臂電橋，也稱為開爾文電橋，在測(cè)量低電阻時(shí)可以保證高精度，因此從以前的分析可以看出，目前主要使用雙臂電橋設(shè)備。市場(chǎng)上有兩種類型的雙臂橋：圓形和V 形?；趭A具分析樣品導(dǎo)體的夾持力，可以看出在測(cè)試過程中存在以下問題。第一，當(dāng)環(huán)裝置被夾緊時(shí)，其力主要作用在圓的中心，這具有使單絲冷凝的作用，這有助于檢測(cè)值的濃度，并可以提高值的穩(wěn)定性。但是，如果導(dǎo)體的橫截面是扇形的，則在應(yīng)用過程中很容易使扇形橫截面的導(dǎo)體變形而影響電阻值，因此需要使用環(huán)形夾。第二，將V 形儀器與樣品導(dǎo)體一起使用。它用于檢測(cè)接觸，斷開或斷開，V 型設(shè)備通常不適合檢測(cè)大橫截面，當(dāng)V 型設(shè)備的夾緊力增加時(shí)，接觸導(dǎo)體會(huì)變形，接觸面積會(huì)從較小的接觸導(dǎo)體增加。因?yàn)椤：苋菀讓?dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。此外，V 形設(shè)備的邊緣容易磨損和卷曲。這種情況會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過程中夾具與樣品導(dǎo)體之間的接觸不良。很難與導(dǎo)體有效接觸，尤其是在測(cè)量橫截面較小的導(dǎo)體時(shí)。反過來，電阻值更分散，影響檢測(cè)結(jié)果[4-5]。

3 改進(jìn)方法

3.1 改進(jìn)的樣品制備工作規(guī)范

由于樣品制備不當(dāng)導(dǎo)致樣品質(zhì)量問題，因此需要對(duì)工作流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和改進(jìn)?，F(xiàn)有的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)的科研單位通常通過用小刀手動(dòng)剝離絕緣層來制備樣品，并減少切割次數(shù)，以盡可能避免損壞導(dǎo)體表面。另外，有必要根據(jù)相關(guān)規(guī)定控制剝離絕緣層的位置。僅在夾具作用的位置露出導(dǎo)體，或用絕緣材料處理導(dǎo)體的兩端，以防止絞線散開并確保檢測(cè)精度。

3.2 嚴(yán)格的測(cè)試方法

控制檢查環(huán)境，請(qǐng)勿將空調(diào)與測(cè)量設(shè)備一起使用，以防止流計(jì)不穩(wěn)定。測(cè)量時(shí)，必須合理分析溫度，并且只有通過取消溫度限制才能達(dá)到測(cè)量的準(zhǔn)確性。一些受溫度影響很大的測(cè)試過程的標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境風(fēng)速應(yīng)小于0.5m/s。所以實(shí)驗(yàn)室可參照本標(biāo)準(zhǔn)控制周圍風(fēng)速，避免直接空調(diào)出風(fēng)口。防止流計(jì)，開窗或其他干擾環(huán)境溫度的行為。在感測(cè)過程中，為了避免導(dǎo)體電流因感測(cè)電流過大而升高，該規(guī)格電纜所需的值可以稱為感測(cè)期間的估算值，并在保證精度的前提下使用小電流進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)，請(qǐng)勿進(jìn)行多次測(cè)量，以免由于加熱導(dǎo)體而導(dǎo)致過熱[6]。

3.3 新夾具的開發(fā)

當(dāng)前，對(duì)于各種橋梁夾具缺陷，一些檢查機(jī)構(gòu)使用以下方法對(duì)其進(jìn)行控制：①將鐵芯與夾具的兩端盡可能靠近放置，以減少誤差，或?qū)㈦娏髦苯油ㄟ^連接位置。研究顯示，對(duì)于銅芯電纜，建議用于測(cè)量的電流不超過1A。②使用末端焊接以減少接觸電阻。對(duì)于大橫截面的導(dǎo)體，可以使用與鋁壓接接頭規(guī)格相同的導(dǎo)體進(jìn)行壓接，以確保有效地組合接頭與導(dǎo)體。但是，這種檢測(cè)方法昂貴且無濟(jì)于事，因?yàn)樗黾恿藱z查員的工作強(qiáng)度。③電位電極的測(cè)量方法是將軟銅線多次纏繞在絞線上以防止松動(dòng)，然后將互鎖線連接到電橋，此方法簡(jiǎn)單易行，但對(duì)于氧化層較厚的導(dǎo)體，測(cè)量電阻也較高。

4 結(jié)語

簡(jiǎn)而言之，只有直流電阻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的不斷提高和測(cè)試結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，才能促進(jìn)電線電纜行業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的提高，并有效滿足社會(huì)不斷發(fā)展的需要。