基于電線電纜導體直流電阻檢測問題及改進方法研究

毛安平

摘要：電線電纜是影響國計民生的重要產品，電線電纜導體直流電阻的檢測是反應其質量的關鍵指標，檢測工作質量的高低與電能源安全性、穩定性息息相關。本文以改進檢測技術，解決檢測過程中存在的問題，提升導體直流電阻檢測質量為目標，討論了現存于導體直流電阻檢測中的問題，并提出了相應的改進方法。希望能夠為關注這一話題的人們提供參考。

Abstract： Wire and cable is an important product affecting the national economy and people's livelihood. The detection of DC resistance of wire and cable conductors is a key indicator to reflect its quality. The quality of inspection work is closely related to the safety and stability of electric energy. This paper aims to improve the detection technology， solve the problems in the detection process， improve the quality of the DC resistance detection of the conductor， discusses the existing problems in the detection of DC resistance of the conductor， and proposes corresponding improvement methods， to provide reference for people who are concerned about this topic.

關鍵詞：電線電纜;導體直流電阻;檢測問題;改進方法

Key words： wire and cable;conductor DC resistance;detection problem;improved method

中圖分類號：TM246 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）13-0157-03

0 ?引言

電線電纜試驗的重要工作內容就是檢測導體直流電阻，進而明確電線電纜的可適用性。因此，要求檢測工作具有高度準確性。電線電纜導體直流電阻容易受到多種因素影響，例如，檢測設備、抽樣種類、檢測環境等，為了提高檢測的準確性，有必要探討改進檢測技術的可行性方法。

1 ?基于導體直流電阻的概述

1.1 導體直流電阻含義

導體在直流作用下產生的電阻即導體直流電阻。在實際檢測工作中，根據導體結構、擠壓工藝等確定鄰近因素數值等，就能夠獲取直流電阻數值。但在實際檢測中采用一般的測量技術很難得到準確的數值，進而影響測量結果。例如，夾具、試樣、設備等。

1.2 導體直流電阻檢測原理

如圖1所示，是電線電纜實際檢測情況。檢測直流電阻通常采用伏安法，相比于其他檢測方法伏安檢測方法操作較為簡單，但是其具有檢測誤差大的問題，為了保證檢測質量，隨著我國電能的不斷發展，目前應用最為廣泛的是電橋檢測方法。市場上有多種型號的電橋，檢測人員可以根據檢測樣品實際狀態靈活選用電橋，具體而言，應當選擇雙臂電橋檢測處于2×10-5—99.9Ω區間的樣品，受到取樣以及試驗檢測場所環境的影響，通常取一段進行檢測，電線電纜直流電阻大多不會超過1Ω，因此選用雙臂電橋具有合理性。應當選用單臂電橋檢測處于1-100Ω或者超過100Ω的樣品，依照GB/T 3956-2008相關規定，電線電纜直流電阻每千米最大值也處于39.0Ω以下，因此若在試驗檢測場所進行樣品檢測應當避免使用單臂電橋，但對于室外成品檢測可以選用單臂電橋[1]。

1.3 導體直流電阻檢測方法

檢測導體直流電阻的主要目的是明確相關電線電纜的導電性能，即是說，檢測人員檢測導體內部的直流電阻狀態，進而通過分析導體質量優劣，明確導體是否能夠滿足相關供電需求。首先，檢測人員通過確定導體橫截面積，通過了解直流電阻狀態，明確導體材料質量。檢測人員應當根據具體檢測要求檢測出導體在常溫狀態下是否能夠正常運行，通過獲取準確的檢測結果，即采集到直流電阻數據，將采集到的電阻數據與滿足運行條件的電阻數據進行對比，當然，在對比前，檢測人員需要預先處理采集到的數據，確保其準確無誤，若無法明確實際檢測數據，還需要另行檢測。其次，數據對比后，若采集的數值與標準數據在一定范圍內吻合，則可以說明電線電纜質量達標，符合應用要求。若采集到的數據遠遠高于標準數據，此時說明電線電纜存在問題，檢測人員在這種情況下應當進行詳盡的測試，明確問題產生根源，及時解決問題。關于實際檢測環節，檢測人員依照試樣選擇電橋，以保證精確度大于等于0.2級，或者高于等于0.1級為目標。最后，在開展實際檢測工作前，應當將試樣擱置一段時間，確保其溫度與常溫相符，同時盡可能控制試樣所處的環境溫度不變。另外，應注意檢測時所使用的電流不宜太高（鋁導體應不大于0.5A/mm2，銅導體應不大于1A/mm2），若過高會出現導體溫度上升的情況，進而影響導體直流電阻[2]。

2 ?基于導體直流電阻檢測問題及其改進方法的分析

2.1 溫度引發的問題及改進方法

導體直流電阻在檢測時容易受到溫度與濕度的影響，進而出現檢測結果不準確的問題。國標GB/T 3048.4—2007對導體直流電阻檢測環境溫度做出了明確，即其溫度應當在15到25℃之間，環境中空氣濕度小于85%，同時溫度變化幅度上下應當不超過1℃。現階段，檢測部門普遍使用空調、除濕機控制檢測環境的溫度與濕度，確保其符合國標對檢測環境的要求。但在應當空調控制溫度的時候容易產生檢流計滑動的問題，這就難以保證在整個檢測過程中溫度均符合檢測要求，且隨著溫度的改變，試樣導體電阻也會出現變化。另外，國標還規定試樣導體應當處于穩定的環境中一段時間，確保其自身溫度的平衡性以及與環境穩定的協調性，因為檢測人員控制檢測環境溫度時，試樣導體隨環境變化的過程較為緩慢，若此時進行檢測，難以采集到導體直流電阻真實情況。為了解決上述有關溫度控制的問題，可以采取下述措施，應用空調時，應當確保空調設備與檢測儀器相分離，即有一定距離的間隔，從而保證檢流計的穩定性。在實際測量中，檢測人員應當針對環境溫度進行實時分析，確保測量準確性不會受到溫度的影響。在對溫度控制力度要求較高的檢測環節，應當保證檢測環境風速不高于0.5m/s。因此，檢測人員在檢測場所可以針對風速進行控制，例如，封閉門窗等。另外，為了防止因電流過大導致試樣導體溫度上升，進行檢測時，檢測人員可以參考與檢測電線電纜規格相符的要求值進行預估，在確保準確度的情況下，采用較小電流進行測試，但應當注意避免反復測量致使電阻過高。

2.2 制樣引發的問題及改進方法

在國標GB /T 3048.4—2007中，針對電線電纜制樣已經進行了明確規定。在剝離絕緣層方面，現階段多數檢測部門均采取使用刀具進行人為手工剝離。檢測人員在剝離環節，若產生的作用力過大，則很容易損壞導體，致使試樣的實際橫截面積變小，尤其是針對軟細銅絲絞合制作的導體。另外，若人工剝離時用力過大還會使導體斷裂，不僅會導致導體直流電阻升高，還造成了資源的浪費。且通過該制樣方法選取的試樣，若其有絕緣層保護，經過一段時間的留樣后，檢測出的電阻也會與實際電阻有區別。導體絕緣層剝離之后，若不立即檢測，導體表面會出現氧化的情況，氧化層厚度與試樣所處環境密切相關，例如，在空氣濕度大、溫度高的環境下，氧化層厚度會明顯增加，這也會導致實際檢測電阻變大，且若導體的橫截面積較大，導體材料為鋁的情況下，其氧化層度更加嚴重。于絞制的導體而言，進行制樣時，導體扭折次數極多，再加上剝離絕緣層的時間過長，絕緣層剝離長度太大，就會出現導體線芯分散的問題。分散的導體線芯，其內部層空間較大，這會直接導致試樣導體內部接觸電阻增加，進行影響檢測結果，即檢測電阻過高。基于制樣問題的改進策略，其一，我國相關研究人員應當加強對電子、機械制樣設備的研發力度，通過電子制樣彌補人工制樣的不足;其二，基于目前我國人工制樣的現狀來說，檢測人員在制樣環節，多使用刀具剝離導體絕緣層，檢測人員應當快速、多次、少量剝離絕緣層，防止試樣導體出現斷裂等情況，同時注意加強對絕緣層剝離長度的控制。應當僅在夾具夾持處裸露出少量導體，可以使用絕緣線固定導體兩端線芯，避免其分散，進而確保檢測的準確性[3]。

2.3 夾具引發的問題及改進方法

目前，導體直流電阻檢測設備以雙臂、單臂電橋為主。雙臂電橋也就是開爾文電橋能夠確保測量較低電阻時具有高精確性，因此由前文分析可知，目前以應用雙臂電橋設備為主。市場上雙臂電橋包括V形與圓環形兩種，立足于夾具對試樣導體的夾持力進行分析可知在檢測過程中具有下述問題，其一，V形設備跟試樣導體進行接觸，它通過用于檢測單線或實心線，檢測大截面通常不適宜應用V形設備，因為V形設備夾持作用力的增大會導致與其相接觸的導體出現變形情況，接觸面積由小增大，進而容易導致檢測結果不準確。另外，V形設備刃口較易磨損、卷邊，這種情況也會導致在檢測環節夾具與試樣導體接觸不良，尤其在測量橫截面積不大的導體時，難以實現與導體的有效接觸，進而使得電阻數值較為分散，影響檢測結果。其二，環形設備在夾持時，其作用力主要作用于圓心處，具有凝結單絲的作用，有利于數值的集中檢測，能夠提升數值的穩定性，但若導體橫截面呈現扇形，則不應使用環形夾具，因其在應用過程中容易導致具有扇形橫截面的導體變形，進而影響電阻數值。另外，環形設備與試樣導體接觸模式是線接觸，若導體氧化，則環形設備則無法進行有效檢測，其檢測結果會偏大。

設備是影響導體直流電阻檢測結果的重要因素，可以說，良好的檢測設備是保證檢測工作成功的關鍵，基于上述問題，可以采用下述兩種方法進行改良。一，試驗新型檢測方法，最大程度上使夾具與線芯相貼近或者使電流直接經由相接處以降低誤差，若導體采用的是銅線芯，應當保證檢測電流地域1A。通過端部焊接法減少接觸電阻，若導體截面積較大，則可以應用規格相當的鋁壓接頭展開壓接工作，保證其與導體的有效接觸，該檢測技術所需成本較高，且增加了檢測人員工作強度，不適宜推廣應用。最后，電位電極選取銅絲將其作用于絞線，保證其有效接觸，之后將銅絲與檢測設備相連進行檢測，該技術應用簡便，但若導體氧化層較厚，檢測的電阻會比實際大。其二，研發新型設備實現有效接觸，如圖2所示，是一般導體直流電阻檢測示意圖，基于解決導體與設備接觸不良的問題作如下分析。以實現有效接觸為目的，制作一套電阻較小的接觸設備，采用扇形狀態，該扇形接觸設備主要應用于預扭導體。在檢測環節，檢測人員首先將接觸設備安置于預扭導體兩端，確保扇形接觸設備上存在電流接線端子，之后將其與預扭導體進行固定，再將電橋設備的電流線連接到扇形接觸設備上，電位電極依舊采用夾具，固定導體，然后檢驗線路，保證其適宜檢測，等到檢測環境穩定后再開展檢測工作。如圖3所示，是扭轉導體測量節夾持示意圖，在檢測設備與試樣導體密切接觸的情況下進行檢測，其準確性會大大提升。且相關試驗研究表明，該檢測方法所獲得的數據具有可靠性，能夠最大程度上降低檢測誤差[4]。

2.4 試驗種類問題及改進方法

如表1所示，是電線電纜一般檢測種類與要求，包括型式、例行與抽樣三種試驗方法，試驗方法的不同導致其要求也有所不同。導體型式試驗要求直流電阻檢測誤差小于0.5%，導體例行試驗要求直流電阻檢測誤差小于2.0%，導體抽樣試驗要求直流電阻檢測誤差小于0.5%。現階段，電線電纜行業整體質量問題較為嚴重，電網檢測部門應當充分發揮自身作用保障電線電纜質量，同時結合檢測試驗自身特點，檢測導體直流電阻時必須保障其誤差在規定的范圍內。具體而言，檢測人員開展檢測工作時，應當熟練且迅速，保證在較短的時間內完成檢測工作，這樣能夠避免在檢測環節出現問題，例如，溫度控制不穩、導體升溫等，快速完成檢測工作是保證檢測質量的關鍵。

2.5 檢測人員問題及改進方法

檢測人員檢測試樣導體的熟練程度與檢測程序的遵守程度直接影響檢測結果，高水平的檢測人員能夠在較短時間內完成檢測工作，而不會由于自身檢測水平原因擴大檢測誤差。檢測部門必須保證導體直流電阻檢測人員具備相應的檢測水平，只有其考核通過，具備檢測員資格后才能開展檢測工作，且在其正式進行工作前，應當對檢測人員進行必要的培訓。保證檢測人員明晰相關檢測標準，清楚在檢測過程中能夠影響檢測結果的所有相關因素，例如，溫度、設備等。在技能方面，應當確保其能夠熟練運用多種導體直流電阻檢測方法。在工作態度上，確保其工作仔細認真，能夠準確記錄電阻數據。對于重點檢測地區，必要時可以采用多次多人檢測，對比電阻值的方法。另外，根據國標GB/T3048.4-2007，檢測的電阻數值應當根據20℃情況下1km導體電阻數值進行換算，注意換算的準確性。

3 ?總結

總而言之，電線電纜導體直流電阻檢測結果受到多種因素影響，較為容易產生誤差，對保障供電安全性與穩定性十分不利。為此，檢測部門應當從溫度、設備、人員、環境、制樣等多種角度出發，全面分析改良導體直流電阻檢測技術，提升檢測質量的有效方法，為保障我國電能源的持續、穩定供應，促進我國經濟發展做出貢獻。

參考文獻：

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[4]金金元，陳朝暉，陳建平.大截面分割導體直流電阻測試誤差分析與改進[J].電線電纜，2016（02）：26-28.