提高电线电缆检测中导体直流电阻准确性的方法探讨

提高电线电缆检测中导体直流电阻准确性的方法探讨

姜树声

3710821990****6339 山东威海 264200

 摘要：建筑电气材料检测中，电线电缆的导体直流电阻是重要的参数之一。精确的电阻测量可以有效地评估电线电缆的质量和安全性能。然而，在实际检测中，影响检测结果准确性的因素有很多，例如人员、仪器设备、环境条件、方法标准、样品处理等多方面，电线电缆直流电阻的测量结果常常存在误差。本文即对电线电缆的直流电阻的测量方法进行研究，促进其测量结果准确性得以提升。

关键词：电线电缆；直流电阻；测量方法

         1、电线电缆直流电阻测量中的影响因素

1.1状态调节对电阻的影响

样品状态调节环境如果不符合要求就很容易使结果出现误差，一般来讲，试验环境的温度对测试结果的影响较大，因为电阻值的大小与温度相关，会随着温度发生变化。在测试前，如果没有将导体提前静置在试验环境中一段时间，那么导体与环境之间就可能会形成温度差。在这样条件下，如果进行测试，导体的温度就会一直处于变化的状态，测试的结果也就在这个过程中不断发生动态变化，导致结果可能与实际值存在很大的差值。

1.2制样过程对电阻的影响
        电线电缆在制样时采用的标准GB/T3048.4，该标准中规定制样过程中，采用刀具手工剥离绝缘皮。实际检测多采用剥线钳，剥离的力度过大，会对内部导体造成损伤，减小铜导体横截面积。导体的横截面积改变会直接导致其电阻发生改变，降低测量的准确性。其次，绝缘皮被剥落会与空气中的成分发生反应，影响电阻测量准确性。当前，多数软电线电缆由多股构成，在制样时会导致其出现散股问题，也会对测试的结果产生影响。

1.3电缆弯曲度对电阻的影响
        一般来说，当电缆被弯曲时，导体内部会发生拉伸和压缩，导致电子在其中移动时遇到阻力增加，从而使电阻增加。此外，弯曲也可能导致电缆内部的电导体之间相互接触或分离，进而影响电阻值。测量时要求测量样本为1米直形样本，这就使得测量时通过将导体抻直达到1米的长度。但受多种因素影响无法将导线完全抻直，所以实际测量的长度大于1米，使得实际测量的电阻值偏高。

 1.4测量环境度电阻的影响
        测量环境的温度与湿度都会对待测导体产生影响，进而降低测量的准确性。国标GB/T3048.4中规定环境温度在15℃至25℃之间，上下温度差不得大于1℃，空气的湿度应控制在85%以内。通常实验室温度与湿度多为空调和加湿器调节，这会影响测量的准确度。一方面，部分检测机构的温度测量装置分辨率为1℃，或测量示值误差较大，环境温度变化大于1℃，使导体直流电阻的测量值和计算换算值（20℃时）出现偏差。另一方面，待测的制样对环境的温湿度有适应期，只有完全适应其温度与湿度才能使其电阻性能稳定。但在检测过程中常忽视这一问题，导致测量结果不准。

1.5测量工具对电阻的影响
          直流双臂电桥是采用凯尔文线路宽量程的携带式精密型直流电桥，多用于测量 1Ω以下 的电阻，在测试中使用的夹具一般为V形或环形两种，两者都会产生误差，测试单股导线常使用V形夹具，如果是绞合线，那么在夹紧的时候，由于力是来自垂直方向的，所以容易使内部单线之间的相对结构出现变化，导致测试无法获得导体的实际电阻，同时由于V形夹具的施力结构不均匀，在夹取时容易出现相对移动，易发生破损，导致与导体间的接触不良，影响测量结果。

1.6导体氧化层对电阻的影响

导体在经过长时间放置后，表面会发生氧化反应，形成氧化层，其本身具有电阻，且数值较大，所以容易对测试的结果产生较大的影响。如果测试的导体与试验夹具之间有氧化层，则会有接触电阻，其具体数值与氧化层的长度、厚度、温度等因素直接相关，也与夹具施加力的大小存在一定关联。绞线中的每根单线也会由于氧化而产生接触电阻，这也是不可忽视的误差因素。

2、提高电线电缆直流电阻测量准确性的方法

2.1状态调节的平衡
　　测量前试样在恒温恒湿实验室内静置存放不小于 16h，使其达到与环境温度平衡，在对试样进行测量时也应在恒温实验室中进行，避免环境温度的变化导致导体温度变化，从而对导体直流电阻测量结果产生影响。试室温度应保持稳定，减少人员出入，避免开窗，空调不应对着测量装置，以免温度计难以稳定。当其温度保持恒定时，再开始测试的一切流程。同时，测试应当在环境温度相对恒定时进行，使导体的温度不会随之发生变化，多次取得的结果之间的差异不会过大，容易进行分析。

  2.2制样过程的管理

避免制样过程中对导体的横截面积造成影响，从而提高测量结果的准确性。在制样时尽量采用小型刀具进行手工剥离绝缘皮，不要一次性剥离以免伤到内部组织。用小型刀具多次割取绝缘皮，即可控制力道保证内部导体的完整性，也可控制绝缘皮的剥离程度，避免内部导体发生氧化反应影响测量结果。其次数据表明，氧化层导致的误差是最明显的，绝缘皮剥离后尽快进行检测，避免时间过长样品表面氧化层过后，降低测量准确性。

2.3样品弯折的处理

为保证两电位端间试样长度的有效性，在校直或拉直试样时，不应造成导体试样横截面的扭曲变形，也不应导致试样导体伸长，对于软导体，避免导体断丝。选取被测试样品时，尽量截取平滑、直顺的一段，避免无必要的拉伸和弯折，以最小程度变形减轻不必要的误差带来的导体电阻增加。测试样品安装夹具后，应测量被测导体间长度间距，使其在1m，还应定期校准双臂电桥v字型间距。

2.4测量环境的监测
        选择实验室时，首先应选择恒温恒湿，如果没这个条件，应考虑空气流动度小，相对封闭，湿度不宜过大的房间，避免热辐射和空气对流。对于温度控制设备的要求必须高，建议采用调频双温空调，温度测量设备的精度要达到0.1℃。所使用的温度测量设备必须定期进行检定或校准，同时温度测量设备应放置在距离地面不小于1m，距离墙面不小于10cm，距离试样不大于1m，且大致与试样同一高度的区间内。尽量避免因环境温度变化造成的测量误差。
        2.5试验夹具的改进
        通过各种手断降低测量夹具产生的不利影响，提高测量的准确性。第一，使夹具与线芯导体的两端尽量靠近，减少测量误差。为此可采用直接控制通过连线位置，以降低测量误差。但在采用这种方式的同时要尽量控制好电流，若电缆内部为铜芯导体，测量时该部分电流不可超过1A。第二，通过降低接触电阻，提高测量准确性。一是利用焊接的方式进行顶部的固定，可有效降低接触电阻。二是利用铝压接头进行测量，可有效降低大截面导体的接触电压。但这种方式的成本较高，且测量难度也较大，因此，这种提高测量准确性的方法的并不常用。第三，在测量中存在一种较为简单的测量方法，降低测量工作上的难度。铜丝紧紧缠绕在绞线外部，以打结的方式进行固定，再将铜丝与测量仪器相连，进行测量。这种方式也存在一定的弊端，即待测导体的氧化层过厚，也会导致电阻的测量值偏大。
        2.5导体氧化层的清洁
        待测样品表面会与空气中相应成分发生氧化反应，形成氧化层。这会导致测量的电阻数值偏大，为避免这一问题，测量人员必须在检测前对样品进行适当清洁。值得注意的是测量人员要根据其氧化程度适当清洁，避免清洁过度损伤导体，导致测量结果的准确性下降。若导体的氧化程度较轻，其表面的氧化层较薄，常用酒精稀释后的盐酸溶液，对导体进行清洁降低测量时的接触电阻。当其氧化层较厚时，则应采用的更有效的清洗手段，对其氧化层进行清洁。此外，酒精稀释盐酸溶液多用以清除铜芯或铝芯表面的氧化层，对于其他材质导体表面的氧化层，应寻找更有效的清洁法时，保证测量结果的有效性。
   结论
       在电线电缆质量进行检测的时候，检测人员必须结合实际情况，采用标准规定的检测方法，全方位的进行检测。电线电缆直流电阻的测量准确性是一个复杂的问题，需要从多个方面进行考虑和解决。只有全面分析并掌握测量原理、误差来源和解决方法，才能提高电线电缆导体直流电阻测量的准确性，促进其产品质量的提升。为电线电缆的检测稳定运行和安全维护提供有力保障。

      参考文献：
        [1]金坤鹏，陆琛杰，钱锡颖.电线电缆导体直流电阻监测问题及改进方法研究[J].华电技术，2018，（3）：50-52.
        [2]汤余进.电线电缆导体直流电阻的检测问题探讨[J].工程质量，2017，（5）：66-67.