电线电缆直流电阻试验的关键因素研究

陈菲 王腾飞

摘要：电线电缆在现代化城市中发挥着至关重要的作用，导体直流电阻项目是电线产品质量的关键指标，导体直流电阻的测量方法中，存在一些问题。本文首先给出了测量直流电阻的原理，然后给出测量改进的建议，为后续研究提供参考。

关键词：电线电缆  直流电阻 双臂电桥  影响因素

引言

在现代化城市中，电线电缆在电力、通信等行业中发挥着重要作用，作为电力系统、数据通信的传输载体，电线电缆的质量和性能是至关重要的。其中导体直流电阻是关键性能指标，反映了电线电缆传输电能的效率和损耗。导体直流电阻项目不合格，在长期的过载运行中会导致线缆发热严重、绝缘及护套热融化、短路等，是引发火灾的元凶。因此为保证电线电缆的质量，必须准确测量导体直流电阻，故需对试验的关键因素进行研究。

1导体直流电阻测量的原理

1.1伏安法测量（欧姆定律）

该方法是在被测导体中，通以适当大小的直流电流，然后测量导体中的电流和两端的电压降，再根据欧姆定律，即可算出直流电阻。该方法测量精度较差，适合粗略测量的场合。

1.2单臂电桥（惠斯登电桥）

惠斯通电桥是利用可变电阻的变化来测量图中B、D两点之间的电压变化，然后计算出相应的电阻值。该方法已消除了电流表内接电阻和外接电阻带来的测量系统误差，但导线本身的电阻和接线处的接触电阻对测量结果仍会有影响。

1.3双臂电桥（凯尔文电桥）

双臂电桥（凯尔文电桥）中，是被测电阻，是标准电阻，和各有两对接线端子，其中C1和C2、Cn1和Cn2是电流接线端，P1和P2、Pn1和Pn2是电压接线端。可调电阻的电流接线端Cn2与被测电阻的电流接线端C2用电阻为r的粗导线连接起来。直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响，在测量电阻值较小的导体时，精确度较高。

2 影响测量结果的关键因素

2.1测试的环境条件

测试环境的温湿度对导体电阻值的影响很大，标准规定型式试验时，试样应在温度为（15～25）℃和空气湿度不大于85%的试验环境中放置足够长的时间，在试样放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过士1℃。使用最小刻度为0.1℃的温度计测量环境温度，温度计距离地面应不少于l m，距离端面应不少于10 cm，距离试样应不超过1 m，且二者应大致在同一高度，并应避免受到热辐射和空气对流的影响。

2.2检测设备的精度

检测设备是直接影响测量结果的重要因素，在使用双臂电桥测量设备时，用以比较的标准电阻Rn的精确度，和用以调节的桥臂电阻、、、的精确度，以及测量设备之间的接线、夹具等零部件的精度，都会影响测试结果的准确性。而在实际生产过程中，考虑到设备成本，无法达到最高精度要求，只有在较小的误差范围内选用设备零部件。这样会使设备本身带有一定的偏差。另外一般试样夹具设备的刀口做成剪刀形状，对一些截面不规则的电缆，会出现接触面接触不良、电流电极夹稳而电位电极夹不稳的情况，会对测量结果造成影响。

2.3导体试样的质量

测试样品的质量是测量导体直流电阻准确性的直接影响因素，测试导体样品的质量主要分为几个方面，第一方面是金属导体原材料的质量，金属原材料的纯度直接影响了成品的性能;第二方面是金属导体试样拉丝的均匀度，若在电线生产过程中金属导体拉丝不均匀，会出现某一段电缆试样中电阻合格、另一段电缆试样中电阻不合格的现象;第三方面是金属导体试样的氧化程度，金属导体（尤其是铝线芯导体）长期暴露在空气中，会发生氧化现象，在导体表面形成一层氧化物，使样品整体电阻值升高;第四方面是测试样品的制备，如出现单芯导体的弯曲、多芯绞合导体的松股、软导体的断丝等，都会影响电阻测量结果。

3提高导体直流电阻测试准确度的建议

针对以上导体直流电阻测试过程中的关键影响因素分析，为减少或消除干扰因素，获得较为精确的导体电阻测量结果，可以通过相应的方法改进测试过程。

3.1试验环境的控制

在实际测量过程中，即使电线试样处于测试环境中较长时间，使用温度计测量环境温度来代替试验时导体的温度仍存在较大的误差，在精度要求较高的场合或电阻值存在临界值的情况下，采用该方法会导致测量结果不准确，出现误判的情况。从精确测量导体温度的角度出发，采用高精度的金属导体表面测温热电偶，在不引起导体表面温升情况下实时地检测导体试样的温度;从精确控制导体温度的角度出发来提高测试结果的准确性，如采用水浴、油浴的方式使导体试样的温度控制在较准确的温度范围内。

3.2测量设备的选择

通过选择高精度的检测设备及电路配件来改善测量的效果，选用精度较高且稳定性好的标准电阻块，可以同时采用多个标准电阻块，选用检流计内阻要非常大，四个可调桥臂电阻应成比例，而被测电阻和标准电阻电流接线端之间的导线应选择导电性好、尽量短的退火铜线，以保证其电阻与被测电阻相比可以忽略不计。试样夹具针对非规则截面的导体试样，可以设计为导电性良好的电极片来替代，以消除因接触不良导致的测量偏差。

4结语

导体直流电阻项目是电线产品质量的重要指标，直接影响电力运行的安全。综合以上分析，在测量电线电缆导体直流电阻时，充分识别测试过程中的影响因素，在合理范围内通过上述方式将测试的不确定度降到最低，提高测量结果的准确性和精度。是保证测试结果准确性的关键，是打击假冒伪劣、提高工程质量、维护生命财产安全的必要手段。

参考文献

[1]GB/T 3048.4-2007， 电线电缆电性能试验方法 第4部分：导体直流电阻试驗[S].

[2]朱敏娃，凌琰.聚氯乙烯绝缘电线产品质量控制要点分析[J].科技创新与应用，2016（07）：118.

[3]牛香玉.电线电缆导体直流电阻在测量中的误差分析[J].甘肃科技纵横，2015，44（11）：37-39.