電線電纜直流電阻試驗的關(guān)鍵因素研究

陳菲 王騰飛

摘要：電線電纜在現(xiàn)代化城市中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，導(dǎo)體直流電阻項目是電線產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，導(dǎo)體直流電阻的測量方法中，存在一些問題。本文首先給出了測量直流電阻的原理，然后給出測量改進(jìn)的建議，為后續(xù)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：電線電纜 ?直流電阻 雙臂電橋 ?影響因素

引言

在現(xiàn)代化城市中，電線電纜在電力、通信等行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，作為電力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信的傳輸載體，電線電纜的質(zhì)量和性能是至關(guān)重要的。其中導(dǎo)體直流電阻是關(guān)鍵性能指標(biāo)，反映了電線電纜傳輸電能的效率和損耗。導(dǎo)體直流電阻項目不合格，在長期的過載運行中會導(dǎo)致線纜發(fā)熱嚴(yán)重、絕緣及護套熱融化、短路等，是引發(fā)火災(zāi)的元兇。因此為保證電線電纜的質(zhì)量，必須準(zhǔn)確測量導(dǎo)體直流電阻，故需對試驗的關(guān)鍵因素進(jìn)行研究。

1導(dǎo)體直流電阻測量的原理

1.1伏安法測量（歐姆定律）

該方法是在被測導(dǎo)體中，通以適當(dāng)大小的直流電流，然后測量導(dǎo)體中的電流和兩端的電壓降，再根據(jù)歐姆定律，即可算出直流電阻。該方法測量精度較差，適合粗略測量的場合。

1.2單臂電橋（惠斯登電橋）

惠斯通電橋是利用可變電阻的變化來測量圖中B、D兩點之間的電壓變化，然后計算出相應(yīng)的電阻值。該方法已消除了電流表內(nèi)接電阻和外接電阻帶來的測量系統(tǒng)誤差，但導(dǎo)線本身的電阻和接線處的接觸電阻對測量結(jié)果仍會有影響。

1.3雙臂電橋（凱爾文電橋）

雙臂電橋（凱爾文電橋）中，是被測電阻，是標(biāo)準(zhǔn)電阻，和各有兩對接線端子，其中C1和C2、Cn1和Cn2是電流接線端，P1和P2、Pn1和Pn2是電壓接線端?？烧{(diào)電阻的電流接線端Cn2與被測電阻的電流接線端C2用電阻為r的粗導(dǎo)線連接起來。直流雙臂電橋就可較好地消除或減小接線電阻與接觸電阻的影響，在測量電阻值較小的導(dǎo)體時，精確度較高。

2 影響測量結(jié)果的關(guān)鍵因素

2.1測試的環(huán)境條件

測試環(huán)境的溫濕度對導(dǎo)體電阻值的影響很大，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定型式試驗時，試樣應(yīng)在溫度為（15～25）℃和空氣濕度不大于85%的試驗環(huán)境中放置足夠長的時間，在試樣放置和試驗過程中，環(huán)境溫度的變化應(yīng)不超過士1℃。使用最小刻度為0.1℃的溫度計測量環(huán)境溫度，溫度計距離地面應(yīng)不少于l m，距離端面應(yīng)不少于10 cm，距離試樣應(yīng)不超過1 m，且二者應(yīng)大致在同一高度，并應(yīng)避免受到熱輻射和空氣對流的影響。

2.2檢測設(shè)備的精度

檢測設(shè)備是直接影響測量結(jié)果的重要因素，在使用雙臂電橋測量設(shè)備時，用以比較的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的精確度，和用以調(diào)節(jié)的橋臂電阻、、、的精確度，以及測量設(shè)備之間的接線、夾具等零部件的精度，都會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。而在實際生產(chǎn)過程中，考慮到設(shè)備成本，無法達(dá)到最高精度要求，只有在較小的誤差范圍內(nèi)選用設(shè)備零部件。這樣會使設(shè)備本身帶有一定的偏差。另外一般試樣夾具設(shè)備的刀口做成剪刀形狀，對一些截面不規(guī)則的電纜，會出現(xiàn)接觸面接觸不良、電流電極夾穩(wěn)而電位電極夾不穩(wěn)的情況，會對測量結(jié)果造成影響。

2.3導(dǎo)體試樣的質(zhì)量

測試樣品的質(zhì)量是測量導(dǎo)體直流電阻準(zhǔn)確性的直接影響因素，測試導(dǎo)體樣品的質(zhì)量主要分為幾個方面，第一方面是金屬導(dǎo)體原材料的質(zhì)量，金屬原材料的純度直接影響了成品的性能;第二方面是金屬導(dǎo)體試樣拉絲的均勻度，若在電線生產(chǎn)過程中金屬導(dǎo)體拉絲不均勻，會出現(xiàn)某一段電纜試樣中電阻合格、另一段電纜試樣中電阻不合格的現(xiàn)象;第三方面是金屬導(dǎo)體試樣的氧化程度，金屬導(dǎo)體（尤其是鋁線芯導(dǎo)體）長期暴露在空氣中，會發(fā)生氧化現(xiàn)象，在導(dǎo)體表面形成一層氧化物，使樣品整體電阻值升高;第四方面是測試樣品的制備，如出現(xiàn)單芯導(dǎo)體的彎曲、多芯絞合導(dǎo)體的松股、軟導(dǎo)體的斷絲等，都會影響電阻測量結(jié)果。

3提高導(dǎo)體直流電阻測試準(zhǔn)確度的建議

針對以上導(dǎo)體直流電阻測試過程中的關(guān)鍵影響因素分析，為減少或消除干擾因素，獲得較為精確的導(dǎo)體電阻測量結(jié)果，可以通過相應(yīng)的方法改進(jìn)測試過程。

3.1試驗環(huán)境的控制

在實際測量過程中，即使電線試樣處于測試環(huán)境中較長時間，使用溫度計測量環(huán)境溫度來代替試驗時導(dǎo)體的溫度仍存在較大的誤差，在精度要求較高的場合或電阻值存在臨界值的情況下，采用該方法會導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，出現(xiàn)誤判的情況。從精確測量導(dǎo)體溫度的角度出發(fā)，采用高精度的金屬導(dǎo)體表面測溫?zé)犭娕?，在不引起?dǎo)體表面溫升情況下實時地檢測導(dǎo)體試樣的溫度;從精確控制導(dǎo)體溫度的角度出發(fā)來提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，如采用水浴、油浴的方式使導(dǎo)體試樣的溫度控制在較準(zhǔn)確的溫度范圍內(nèi)。

3.2測量設(shè)備的選擇

通過選擇高精度的檢測設(shè)備及電路配件來改善測量的效果，選用精度較高且穩(wěn)定性好的標(biāo)準(zhǔn)電阻塊，可以同時采用多個標(biāo)準(zhǔn)電阻塊，選用檢流計內(nèi)阻要非常大，四個可調(diào)橋臂電阻應(yīng)成比例，而被測電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻電流接線端之間的導(dǎo)線應(yīng)選擇導(dǎo)電性好、盡量短的退火銅線，以保證其電阻與被測電阻相比可以忽略不計。試樣夾具針對非規(guī)則截面的導(dǎo)體試樣，可以設(shè)計為導(dǎo)電性良好的電極片來替代，以消除因接觸不良導(dǎo)致的測量偏差。

4結(jié)語

導(dǎo)體直流電阻項目是電線產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響電力運行的安全。綜合以上分析，在測量電線電纜導(dǎo)體直流電阻時，充分識別測試過程中的影響因素，在合理范圍內(nèi)通過上述方式將測試的不確定度降到最低，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度。是保證測試結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，是打擊假冒偽劣、提高工程質(zhì)量、維護生命財產(chǎn)安全的必要手段。

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