電線電纜直流電阻測(cè)試過(guò)程中所遇問(wèn)題與解決方法
【拓普電氣】電線電纜導(dǎo)體直流電阻是電線電纜一個(gè)重要的性能指標(biāo)，目前大多采用雙臂直流電橋進(jìn)行測(cè)試，然而在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中設(shè)備及測(cè)試方法存在著很多不足之處。在電線電纜導(dǎo)體直流電阻測(cè)試過(guò)程中既要有滿足試驗(yàn)要求的測(cè)量工具，也要有客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，這樣才能更加接近客觀事實(shí)，得到準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。
1 試樣夾持存在的問(wèn)題
雙臂電橋用于測(cè)量1歐姆以下的低值或超低值電阻。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)》3.4條規(guī)定：對(duì)于四端測(cè)量夾具，每個(gè)電位接點(diǎn)與相應(yīng)的電流接點(diǎn)之間的間距應(yīng)不小于試樣斷面周長(zhǎng)的1.5倍。然而儀器生產(chǎn)廠家提供的電橋夾具的電位電極和電流電極通常都是用絕緣材料連為一體，固定于底座上，無(wú)法調(diào)節(jié)二者之間的距離以滿足不同截面試樣測(cè)量的需要。這種夾具只能滿足于對(duì)斷面周長(zhǎng)的1.5倍在兩電極間距范圍之內(nèi)的試樣進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，導(dǎo)體截面積超過(guò)這一范圍的試樣測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性難以保證。例如：假設(shè)夾具電位接點(diǎn)與電流接點(diǎn)間距為60mm，那么它所對(duì)應(yīng)的所能準(zhǔn)確測(cè)量的導(dǎo)體斷面周長(zhǎng)較大為40mm，由此推算所得導(dǎo)體截面積約為127mm2。即用此夾具來(lái)測(cè)量截面積為127mm2以上的導(dǎo)體電阻時(shí)準(zhǔn)確性不能保證。
另外，當(dāng)夾具夾持一些截面不規(guī)整的導(dǎo)體，尤其如大截面絞合成型導(dǎo)體，這種導(dǎo)體截面通常為扇形、弧形或三角形。當(dāng)夾持時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流接點(diǎn)夾頭接觸良好，而電位接點(diǎn)夾頭接觸不良的情況，甚至當(dāng)電流接點(diǎn)夾頭已經(jīng)加緊，而電位接點(diǎn)夾頭卻還難以與導(dǎo)體接觸，那么無(wú)法正常測(cè)量。當(dāng)長(zhǎng)期在這種情況下使用之后，夾具也會(huì)磨損、變形，仍然會(huì)導(dǎo)致上述情況。
針對(duì)上述出現(xiàn)的問(wèn)題，拓普電氣提出以下改進(jìn)方法。將導(dǎo)體夾具上電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭間距設(shè)計(jì)為可調(diào)，測(cè)量人員通常測(cè)量長(zhǎng)度為1m的導(dǎo)體的電阻，那么導(dǎo)體夾具上電位接點(diǎn)夾頭可固定為1m，而將電流接點(diǎn)夾頭設(shè)計(jì)為可在底座上自由移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，并將底座適當(dāng)加長(zhǎng)。這樣就可以滿足“每個(gè)電位接點(diǎn)與相應(yīng)的電流接點(diǎn)之間的間距不小于試樣斷面周長(zhǎng)的1.5倍”。那么，如何解決電位接點(diǎn)夾頭與導(dǎo)體不能良好接觸的問(wèn)題呢?也很容易實(shí)現(xiàn)：可將夾具上電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭設(shè)計(jì)為獨(dú)立夾緊與松開(kāi)的結(jié)構(gòu)。這樣不僅能保證電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭同時(shí)與導(dǎo)體緊密接觸，還可解決因長(zhǎng)期使用夾頭磨損、變形而不能夾緊的問(wèn)題。
2 溫度對(duì)測(cè)量的影響
眾所周知，溫度對(duì)導(dǎo)體的電阻影響顯著。gb/t 3048-2007中規(guī)定了導(dǎo)體直流電阻測(cè)量的溫度范圍，當(dāng)溫度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，測(cè)試人員經(jīng)常會(huì)人為改變環(huán)境溫度，一般會(huì)在試驗(yàn)環(huán)境中使用空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)。那么在使用空調(diào)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，檢流計(jì)會(huì)不停地慢慢滑動(dòng)，難以穩(wěn)定。因?yàn)闇囟仍谧?，所以?dǎo)體電阻也會(huì)慢慢發(fā)生變化，由于檢流計(jì)十分靈敏，所以在測(cè)量的時(shí)候不允許環(huán)境溫度有所變化，所以必須等環(huán)境溫度穩(wěn)定下來(lái)之后再進(jìn)行測(cè)量。而且試樣一定要在測(cè)量環(huán)境中保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使其自身溫度與環(huán)境溫度達(dá)到平衡，因?yàn)楫?dāng)測(cè)量人員在調(diào)節(jié)環(huán)境溫度時(shí)，試樣溫度并不會(huì)與環(huán)境溫度同步變化，所以測(cè)量時(shí)仍有可能出現(xiàn)溫度漂移現(xiàn)象。并且空調(diào)不應(yīng)對(duì)著測(cè)量裝置，以免檢流計(jì)難以穩(wěn)定?？傊疁y(cè)量一定要在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行。
3 接觸電阻及測(cè)量電流對(duì)測(cè)量的影響
由于測(cè)量電路中連接導(dǎo)線與端鈕之間存在接觸電阻，會(huì)對(duì)電線電纜直流電阻測(cè)試造成一定的影響，所以一定要保證連接線與端鈕可靠接觸。測(cè)量人員經(jīng)常會(huì)使用同樣大小的電流測(cè)量不同截面積的導(dǎo)體電阻，這樣做是不科學(xué)的。應(yīng)該在保證靈敏度的前提下使用較小的測(cè)量電流，電流過(guò)大容易使導(dǎo)體發(fā)熱，從而使電阻變大，并且測(cè)量應(yīng)該在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成，時(shí)間太久，導(dǎo)體也會(huì)發(fā)熱。
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1 試樣夾持存在的問(wèn)題
雙臂電橋用于測(cè)量1歐姆以下的低值或超低值電阻。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)》3.4條規(guī)定：對(duì)于四端測(cè)量夾具，每個(gè)電位接點(diǎn)與相應(yīng)的電流接點(diǎn)之間的間距應(yīng)不小于試樣斷面周長(zhǎng)的1.5倍。然而儀器生產(chǎn)廠家提供的電橋夾具的電位電極和電流電極通常都是用絕緣材料連為一體，固定于底座上，無(wú)法調(diào)節(jié)二者之間的距離以滿足不同截面試樣測(cè)量的需要。這種夾具只能滿足于對(duì)斷面周長(zhǎng)的1.5倍在兩電極間距范圍之內(nèi)的試樣進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，導(dǎo)體截面積超過(guò)這一范圍的試樣測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性難以保證。例如：假設(shè)夾具電位接點(diǎn)與電流接點(diǎn)間距為60mm，那么它所對(duì)應(yīng)的所能準(zhǔn)確測(cè)量的導(dǎo)體斷面周長(zhǎng)較大為40mm，由此推算所得導(dǎo)體截面積約為127mm2。即用此夾具來(lái)測(cè)量截面積為127mm2以上的導(dǎo)體電阻時(shí)準(zhǔn)確性不能保證。
另外，當(dāng)夾具夾持一些截面不規(guī)整的導(dǎo)體，尤其如大截面絞合成型導(dǎo)體，這種導(dǎo)體截面通常為扇形、弧形或三角形。當(dāng)夾持時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流接點(diǎn)夾頭接觸良好，而電位接點(diǎn)夾頭接觸不良的情況，甚至當(dāng)電流接點(diǎn)夾頭已經(jīng)加緊，而電位接點(diǎn)夾頭卻還難以與導(dǎo)體接觸，那么無(wú)法正常測(cè)量。當(dāng)長(zhǎng)期在這種情況下使用之后，夾具也會(huì)磨損、變形，仍然會(huì)導(dǎo)致上述情況。
針對(duì)上述出現(xiàn)的問(wèn)題，拓普電氣提出以下改進(jìn)方法。將導(dǎo)體夾具上電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭間距設(shè)計(jì)為可調(diào)，測(cè)量人員通常測(cè)量長(zhǎng)度為1m的導(dǎo)體的電阻，那么導(dǎo)體夾具上電位接點(diǎn)夾頭可固定為1m，而將電流接點(diǎn)夾頭設(shè)計(jì)為可在底座上自由移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，并將底座適當(dāng)加長(zhǎng)。這樣就可以滿足“每個(gè)電位接點(diǎn)與相應(yīng)的電流接點(diǎn)之間的間距不小于試樣斷面周長(zhǎng)的1.5倍”。那么，如何解決電位接點(diǎn)夾頭與導(dǎo)體不能良好接觸的問(wèn)題呢?也很容易實(shí)現(xiàn)：可將夾具上電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭設(shè)計(jì)為獨(dú)立夾緊與松開(kāi)的結(jié)構(gòu)。這樣不僅能保證電流接點(diǎn)夾頭與電位接點(diǎn)夾頭同時(shí)與導(dǎo)體緊密接觸，還可解決因長(zhǎng)期使用夾頭磨損、變形而不能夾緊的問(wèn)題。
2 溫度對(duì)測(cè)量的影響
眾所周知，溫度對(duì)導(dǎo)體的電阻影響顯著。gb/t 3048-2007中規(guī)定了導(dǎo)體直流電阻測(cè)量的溫度范圍，當(dāng)溫度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，測(cè)試人員經(jīng)常會(huì)人為改變環(huán)境溫度，一般會(huì)在試驗(yàn)環(huán)境中使用空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)。那么在使用空調(diào)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，檢流計(jì)會(huì)不停地慢慢滑動(dòng)，難以穩(wěn)定。因?yàn)闇囟仍谧?，所以?dǎo)體電阻也會(huì)慢慢發(fā)生變化，由于檢流計(jì)十分靈敏，所以在測(cè)量的時(shí)候不允許環(huán)境溫度有所變化，所以必須等環(huán)境溫度穩(wěn)定下來(lái)之后再進(jìn)行測(cè)量。而且試樣一定要在測(cè)量環(huán)境中保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使其自身溫度與環(huán)境溫度達(dá)到平衡，因?yàn)楫?dāng)測(cè)量人員在調(diào)節(jié)環(huán)境溫度時(shí)，試樣溫度并不會(huì)與環(huán)境溫度同步變化，所以測(cè)量時(shí)仍有可能出現(xiàn)溫度漂移現(xiàn)象。并且空調(diào)不應(yīng)對(duì)著測(cè)量裝置，以免檢流計(jì)難以穩(wěn)定?？傊疁y(cè)量一定要在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行。
3 接觸電阻及測(cè)量電流對(duì)測(cè)量的影響
由于測(cè)量電路中連接導(dǎo)線與端鈕之間存在接觸電阻，會(huì)對(duì)電線電纜直流電阻測(cè)試造成一定的影響，所以一定要保證連接線與端鈕可靠接觸。測(cè)量人員經(jīng)常會(huì)使用同樣大小的電流測(cè)量不同截面積的導(dǎo)體電阻，這樣做是不科學(xué)的。應(yīng)該在保證靈敏度的前提下使用較小的測(cè)量電流，電流過(guò)大容易使導(dǎo)體發(fā)熱，從而使電阻變大，并且測(cè)量應(yīng)該在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成，時(shí)間太久，導(dǎo)體也會(huì)發(fā)熱。
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