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影响大截面铝导体直流电阻测试的因素 - 无图版

clp521 --- 2011-11-20 22:04:45

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影响大截面导体直流电阻测试的因素

电线电缆导体的作用是传输电流,导体的损耗主要由导体材料的电导系数来决定,为了减小电缆导体的损耗,国内现在普遍采用具有高电导系数的金属材料铜或铝制成。两种材料的电导性能都要通过测试电性能来检测是否合格,测试方法有直流电阻测试、交流电阻测试。为了统一测试标准和有利于对比,一般采用直流电阻作为判断导体是否合格的重要依据,直流电阻越大,导体的导电能力越低,直流电阻越小,导体导电能力越高。国家标准GB/T3956—2008《电缆的导体》和GB/T3048.4--2007《电线电缆电性能试验方法 导体直流电阻试验》也是推荐采用直流电阻测试方法。本文结合实际测试结果和积累的经验来探析影响大截面导体直流电阻测试的因素。

电线电缆制造企业测试直流电阻的设备现在多数采用QJ36和QJ57型电桥。随着科学技术的发展,测试设备越来越商品化、便捷化。例如现在市场上也有通过计算机控制的自动、半自动数字式直流电阻测试仪器。无论使用何种测试设备,都是为了得到一个有效的、精确的导体直流电阻测试数值。影响大截面导体直流电阻测试的因素有:生产制造过程中的因素、试验室环境温度与导体温度的不一致的因素、端部处理不当的因素(特别对于大截面铝导体端部处理)、测试设备和测试人员操作的因素。

一、生产制造过程中的因素

电线电缆导体在生产过程中的的因素会直接影响导体直流电阻测试的精确性。特别对于大截面导体,如单丝退火不均匀、单丝直径超差,绞制过程放线盘张力不一致,这些因素都可以通过工艺改进来完成。主要影响的因素是导体节径比不符合工艺要求、导体有油污。节径比大,会造成导体松散,在直流电阻测试时由于导体内层和外层有很大空隙存在,电阻值明显偏大,这时把导体外层用胶带包覆紧密后,测试结果会有所下降。导体有油污和有氧化层,对于大截面铝导体的影响很大,如果有油污,可采用酒精进行清洗,对于轻微的氧化层可以用浓度较小稀盐酸(体积比5%---10%)进行处理,但不能过分清洗。清洗后对于残留的试剂建议用水进行清洗。

二、试验室环境温度与导体温度不一致的因素

测试环境温度在导体测试过程中是一个重要的参数,试验室的温度与导体温度的不匹配,造成电阻测试数据的无效,所以两者温度应一致,才会得到比较准确的数值。无论例行试验、型式试验、抽样试验,GB/T3048.4—2007中都规定应在试验环境温度中放置足够长的时间。对于例行试验导体直流电阻测试,试样可以在温度为(5---35)℃的试验环境中进行,温度平衡时间:±1 和避免受到热幅射和空气对流的影响,然后换算到20摄氏度每公里的直流电阻值。不一致的因素包括放置时间不够,导体温度实际高于环境温度、试验室使用恒温装置不当(如空调的使用),这些都是造成试验室温度与导体温度不一致的因素。从车间把导体截取一段到试验室检测直流电阻,试验室的温度一般较车间平均温度低,这时立刻就测,电阻值极不稳定,当放置约1小时以上,电阻值明显下降。这说明导体的实际温度已经临界试验室环境温度。特别对于大截面的导体来说,如铜导体,截面积符合要求,恒温前和恒温2小时后的电阻数值相差很大,由此可看出,对于大截面导体测试,放置恒温时间至少要两小时,才会得到比较客观的数据。但也可根据经验短时间判断,这对测试人员来说也是一种考验,关键在于判断的准确性。在日常测试中,大家应该深有体会,无论铜铝导体,0.5mm2----70mm2在试验室放置10分钟基本上读出的数值和恒温一小时后相差无几,都能达到合格状态。而对于150 mm2恒温时间就较长,至少不低于2小时。原因为:导体直径大,散热速率缓慢、绞制过程中导体与模具摩擦产生的热量大,短时间无法迅速达到试验室环境温度、外层导体用手感觉已接近环境温度,实际内层的温度并未完全符合要求。这些因素都是放置时间不足,造成实际合格的产品误判断,很明显的就是今天的导体,放置一晚后,明天测的数据比当时的要小。所以一定要保证试验室温度与导体温度一致,才会得到比较合理的电阻数值。温度计尽量选用最小刻度为0.1℃的温度计测量环境温度,不能靠着地面或墙面,最好悬空在测试设备上方,但距离不能超过1米。对于试验室恒温设备多数采用空调器来实现温度的设定,我对于空调在试验室的温度分布做了一个统计,发现空调调节的试验室温度的分布极不均匀。所以对于空调的安装位置也有一定的要求,空调吹风口不宜直接对着电阻测试设备,众所周知,空调的制热、制冷原理都是通过室内、室外空气的交换实现的,温度的波动范围很大,这对测试的结果影响可想而知。电阻测试不一定非得在20℃的温度下测量。只要试验室环境温度符合测试要求,可以不使用空调设备。建议电阻测试的房间应与其他设备分开,保证其密封性能,减小空气热交换。使用空调也是为了快速使导体温度与试验室温度一致,如果使用,吹风口的角度呈45°的角,温度分布较合理,不能直接靠着地面吹。

三、试样端部处理的因素

大截面铜铝导体根数比较多,导体截取会有些松散,影响电阻测试的数据,对其要采取措施来防止此种情况发生,尤其对于大截面铝导体来说端部处理十分重要。处理的方法有:①、绝缘固定型(对有绝缘的导体而言):就是被试绝缘线芯的绝缘不完全剥除,只剥需要夹导体的部位,其余绝缘保留。②、压接线铝鼻子型:对于短段铝导体采用此方法。③、铝管压接型:采用常规液压钳或者压接设备压接只要保证压接后的铝管与导体接触紧密、融为一体,在测量大截面铝导体时,铝导体的电流引入端子用铝管压接(铝管不一定要与导体标称截面相同,只要能够套住压接就可以),在电位电极处用直径1.0mm的软铜丝在绞线外缠绕两圈后打结引出,以防松动。端部处理过的和未处理过的导体电阻测试值有明显偏差。

四、测试设备和测试人员操作的因素

GB/T3048.4—2007对电桥夹具的基本要求是:每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。现在市场上的夹具有Ⅰ型和Ⅱ型,Ⅰ型夹具适合大截面的导体,Ⅱ型夹具适合适合小截面的导体。无论采用哪种类型夹具,都是为了消除在测试中设备带来的误差,提高精确度。电桥电位电极之间的距离都是1米,这个距离容易被我们忽略,认为电桥出厂时已进行检定,无须测量距离是否是1米。随着使用的频繁,固定螺钉会松弛,所以要定期经过权威计量单位的检定,因为它代表了被测试样的长度。测试人员加紧导体的松紧也会导致电阻的不精确性,较紧会使测试数值偏大,较松则接触不到位。夹紧力尤其对大截面铝导体影响很大,所以夹紧力度应适中。夹被试导体时,应先夹两端电流端(试样应谨慎拉直),后夹电位端,因为由于大截面导体拉直时会摆动,先夹电位端,极易使电位端刀口损坏。

wuzhuojun --- 2011-11-21 15:09:52

2

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jswjyzw --- 2013-08-05 15:03:46

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