電線電纜導(dǎo)體直流電阻檢測(cè)過(guò)程中的問(wèn)題與處理對(duì)策

曹衛(wèi)衛(wèi)

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

導(dǎo)體直流電阻值是衡量電線電纜導(dǎo)電功效的重要參數(shù)之一，也是生產(chǎn)企業(yè)及質(zhì)量監(jiān)督檢查部門(mén)對(duì)電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目，因此，對(duì)電線電纜導(dǎo)體直流電阻測(cè)量的準(zhǔn)確性要求很高。電線電纜導(dǎo)體直流電阻受檢測(cè)設(shè)備類(lèi)型、試樣處理情況、環(huán)境溫度和濕度、夾具試驗(yàn)方法等因素的影響，在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，為此，本文通過(guò)分析環(huán)境溫度和濕度、夾具、制樣引發(fā)的電線電纜電阻檢測(cè)過(guò)程中的不確定性，提出了具體的改進(jìn)措施，以具體的銅導(dǎo)體測(cè)量過(guò)程為例，得到了不同環(huán)境溫度下導(dǎo)體阻值的變化情況。

1 電線電纜直流電阻測(cè)量過(guò)程中存在的問(wèn)題及改進(jìn)方法

1.1 濕度與溫度指標(biāo)及其改變手段

在檢測(cè)過(guò)程中，導(dǎo)體直流電阻阻值的大小受環(huán)境濕度和溫度的影響較大，在 GB/T 3048.4—2007《電線電纜電性能試驗(yàn)方法 第4部分 導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)》中規(guī)定：在檢測(cè)中試驗(yàn)環(huán)境的空氣濕度應(yīng)控制在85%以?xún)?nèi)，溫度應(yīng)控制在15 ℃～25 ℃之間，同時(shí)要保證測(cè)量中環(huán)境溫度的變化幅度在1 ℃范圍內(nèi)。目前，相關(guān)機(jī)構(gòu)普遍使用可控調(diào)溫、調(diào)濕設(shè)備以保證測(cè)試環(huán)境符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如空調(diào)、除濕機(jī)等。GB/T 3048.4—2007中同時(shí)規(guī)定：導(dǎo)體在試驗(yàn)環(huán)境中一定要靜置一段時(shí)間，以確保其與外界環(huán)境穩(wěn)定性的融合和其自身溫度阻值狀態(tài)的穩(wěn)定。隨著環(huán)境中各項(xiàng)指標(biāo)的變化，電線電纜電阻值也發(fā)生相應(yīng)的波動(dòng)，雖然較為緩慢，但是在這種情形下檢驗(yàn)并不能得到真實(shí)有效的結(jié)論。因此我們可以采用某些手段如在使用溫控設(shè)備時(shí)應(yīng)保證其與相關(guān)試驗(yàn)配件的距離在合理的范圍內(nèi)，使得檢流計(jì)處于有效的工作狀態(tài)；在測(cè)試電阻閾值時(shí)，合理監(jiān)控溫度，達(dá)到試驗(yàn)的精準(zhǔn)和有效的目的。對(duì)于精度要求更好的檢測(cè)，要使風(fēng)速小于0.5 m/s，以確保試驗(yàn)的運(yùn)行穩(wěn)定。為了防止突發(fā)電流導(dǎo)致電線電纜電阻發(fā)生變化，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)遵照規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)前的判斷，不宜使用大電流，切勿多次試驗(yàn)對(duì)導(dǎo)體電阻數(shù)值產(chǎn)生影響。

1.2 制樣引發(fā)的問(wèn)題及改進(jìn)方法

電線電纜的制樣在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3048.4—2007中有明確規(guī)定。剝離絕緣層目前所采用的方法大部分為手工使用刀具作業(yè)，但是由于在剝離絕緣層時(shí)極易操作不規(guī)范，造成被檢測(cè)電線電纜橫截面被破壞，導(dǎo)致電阻值與實(shí)際使用過(guò)程中電阻數(shù)值有很大的差異。為了避免電線電纜被氧化腐蝕，應(yīng)確保在剝離結(jié)束之后立刻進(jìn)行試驗(yàn)。電線電纜被氧化腐蝕的過(guò)程不僅僅與電線電纜本身的材質(zhì)有關(guān)，也與環(huán)境的溫濕度等變量有著非常大的關(guān)系，在試驗(yàn)環(huán)境為低溫低濕度的情況下，會(huì)導(dǎo)致電線電纜電阻值顯著減小，運(yùn)輸電力的性能增強(qiáng)。

在制樣過(guò)程中，絞制導(dǎo)體扭折是非常普遍的，而且當(dāng)手工作業(yè)剝開(kāi)外面的保護(hù)層時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體線芯分散，這是因其剝動(dòng)撥開(kāi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所引發(fā)的問(wèn)題，從而使導(dǎo)體線芯內(nèi)部空間過(guò)大，影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致其電阻值變得過(guò)高，得出的數(shù)值遠(yuǎn)大于應(yīng)有數(shù)值。

通過(guò)上述分析，提出以下對(duì)策：

(1)增加相關(guān)科研經(jīng)費(fèi)，用流程化的電子檢測(cè)來(lái)代替人工，用以規(guī)避人工失誤帶來(lái)的錯(cuò)誤檢測(cè)。

(2)檢測(cè)人員手工作業(yè)時(shí)應(yīng)控制好剝離絕緣層的速度，同時(shí)控制剝離長(zhǎng)度，而且采用夾具合理地固定檢測(cè)試樣兩端，使其裸露出少量導(dǎo)體，從而保證相關(guān)工作的順利展開(kāi)。

1.3 夾具的選用與對(duì)策

現(xiàn)階段電線電纜導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)設(shè)備往往采用雙臂電橋(又為開(kāi)爾文電橋)，這種通用的雙臂電橋分為V 形與圓環(huán)形，具有很高的工作性能，同時(shí)擅長(zhǎng)測(cè)量低值電阻。GB/T 3048.4—2007中規(guī)定雙臂電橋的測(cè)量范圍應(yīng)控制在2×10-5Ω～99.9 Ω，如測(cè)量過(guò)程中取短樣(1.5 m有效長(zhǎng)度)，絕大部分電線電纜導(dǎo)體的直流電阻都在1 Ω以下，因此電線電纜導(dǎo)體直流電阻試驗(yàn)設(shè)備基本采用雙臂電橋形式，采用專(zhuān)用的四端測(cè)量夾具進(jìn)行接線。四端測(cè)量夾具的外側(cè)一對(duì)夾頭為電流電極，內(nèi)側(cè)一對(duì)夾頭為電位電極，無(wú)論是電流電極還是電位電極與試樣的接觸寬度應(yīng)不大于被測(cè)試樣測(cè)量長(zhǎng)度的0.5%，每一端的電流電極與電位電極夾頭間距應(yīng)不小于被測(cè)試樣斷面周長(zhǎng)的1.5倍。

2 環(huán)境溫度對(duì)銅導(dǎo)體直流電阻檢測(cè)結(jié)果的影響

為了更好地說(shuō)明電線電纜直流電阻檢測(cè)過(guò)程中的影響因素對(duì)結(jié)論準(zhǔn)確性的影響程度，本文以銅導(dǎo)體為被檢測(cè)對(duì)象來(lái)分析環(huán)境溫度對(duì)電阻值的影響。

選取3支有效長(zhǎng)度為1.5 m、截面積為300 mm2的銅導(dǎo)體，分別在不同溫度下對(duì)其電阻值進(jìn)行測(cè)量。每種溫度穩(wěn)定1 h、2 h、3 h后測(cè)量得到的電阻值如表1所示。

表1 試驗(yàn)室內(nèi)停放不同時(shí)間后的銅導(dǎo)體電阻測(cè)試值 Ω

由表1可知，不同溫度下，銅導(dǎo)體直流電阻值隨溫度這一變量的變化而產(chǎn)生顯著變化。因此，在實(shí)際檢測(cè)電線電纜導(dǎo)體電阻過(guò)程中，要將不同溫度變量下的檢測(cè)結(jié)果換算成20℃下的導(dǎo)體電阻。GB/T3048.4—2007中給出了20 ℃下單位長(zhǎng)度的電阻值換算公式 ：

(1)

(2)

其中：R20為20 ℃時(shí)1 000 m長(zhǎng)度的電阻值;Rx為測(cè)量溫度為t時(shí)導(dǎo)線的實(shí)測(cè)電阻值；a20為導(dǎo)體材料的電阻溫度系數(shù)；L為測(cè)量長(zhǎng)度；Kt為溫度矯正系數(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文論述了電線電纜導(dǎo)體直流電阻檢測(cè)過(guò)程中的外界客觀影響，并介紹了一些要點(diǎn)來(lái)規(guī)避錯(cuò)誤的方法，以期達(dá)到幫助相關(guān)工作人員更準(zhǔn)確有效地得到檢測(cè)結(jié)論。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，也要注意檢測(cè)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，避免一些不必要的錯(cuò)誤和各種問(wèn)題的出現(xiàn)，盡量按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，這樣才能更有效地保證相關(guān)電能產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。