對于電線電纜產(chǎn)品,根據(jù)GB/T 3048.4-2007標(biāo)準(zhǔn)要求及實際檢測工作,對電線電纜中導(dǎo)體電阻項目的原理、實驗過程、影響檢驗結(jié)果的因素及檢測中應(yīng)注意的問題進行了探討。
首先了解一下,電線電纜的導(dǎo)體電阻怎么計算?
電阻=長度×電阻率÷截面積,(電阻率與溫度有關(guān),沒說明一般指常溫)。
20℃時的銅的電阻率為0.0172(Ω·m)
由電阻率的計算公式:ρ=RS/L
ρ為電阻率——常用單位Ω·m
S為橫截面積——常用單位㎡
R為電阻值——常用單位Ω
L為導(dǎo)線的長度——常用單位m
以下為幾個影響測量結(jié)果的方面和解決辦法:
一、系統(tǒng)誤差
一般情況下,檢測的樣品導(dǎo)體電阻都遠小于1Ω/m,通常采用雙臂電橋和專用的四端測量夾具,再配合試樣、標(biāo)準(zhǔn)電阻、檢流計、變阻器、電流表、直流電源、連接線、開關(guān)、溫度計等器材,組合成一個測量系統(tǒng)進行檢測。不難看出,檢測設(shè)備的精度、檢定及校準(zhǔn)是造成系統(tǒng)誤差的主要原因。
如何減少系統(tǒng)誤差呢?應(yīng)定期對設(shè)備進行檢定或校準(zhǔn),以保證所有設(shè)備的精度都能滿足檢測的需要。使用雙臂電橋時,標(biāo)準(zhǔn)電阻與試樣間的跨線電阻應(yīng)明顯的既小于標(biāo)準(zhǔn)電阻又小于試樣電阻。否則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ枰匝a償,如引線補償,使線圈和引線阻值比例達到足夠平衡,使跨線電阻的影響降低到保證電橋準(zhǔn)確度符合規(guī)定的要求。對夾具的要求是每個電位接點與相應(yīng)的電流接點之間的距離應(yīng)不小于試樣截面周長的1.5倍。
二、過程誤差
過程誤差也可以稱之為方法誤差,就是在整個測量過程中,由于方法使用不當(dāng),或測量程序出錯而導(dǎo)致的誤差。GB/T 3048.4-2007《電線電纜電性能試驗方法 第4部分:導(dǎo)體直流電阻試驗》標(biāo)準(zhǔn)中,對導(dǎo)體電阻的檢測做出了明確的規(guī)定。
(1)取樣。試樣制備很重要,這涉及到試樣表面處理,電流引入方式,夾具的型式等?;炯夹g(shù)路線是減小絞合導(dǎo)體中因單線表面狀況接觸電阻的影響,使得每根單線中的分布電流均勻,以提高測量的準(zhǔn)確度。截取試樣的長度不小于1m,一般夾具之間的距離是1m,兩個夾具20cm,所以我們一般取樣應(yīng)在1.4m-1.5m。測量時試樣不應(yīng)彎曲也不應(yīng)導(dǎo)致試樣伸長,這是因為試樣的長度和截面積都是影響導(dǎo)體電阻測量準(zhǔn)確性的因素。將試樣接入電橋前,導(dǎo)體表面應(yīng)預(yù)先清潔,去除表面污穢和油垢及表面的氧化層。對測量大截面的鋁導(dǎo)體的導(dǎo)體電阻時,標(biāo)準(zhǔn)中有具體的要求:導(dǎo)體截面積(95-185)mm2,取3米;240mm2及以上,取5米;有爭議時導(dǎo)體截面積185mm2及以下,取5米;240mm2及以上,取10米;且電流引入端應(yīng)用鋁壓接頭(鋁鼻子)壓接,其電位電極可采用直徑約0.1mm2的軟銅絲在繞線外緊密纏繞1-2圈后打結(jié),防止松動。
(2)檢測。在檢測前,試樣應(yīng)在試驗環(huán)境中要放置一定的時間,以達到全部導(dǎo)體溫度與環(huán)境平衡。也可將導(dǎo)體試樣浸入可以控制的液體槽內(nèi)(如精密油浴),到少浸入1h后測量。建議檢測時由一人測量,并且要在較短的時間完成檢測,使得檢測前后的溫度變化不大于1度。可以對電線電纜的電阻值盡可能估計準(zhǔn)確也可以參考標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的規(guī)格型號的導(dǎo)體電阻要求值作為預(yù)設(shè)值,以減少檢測用時間。這樣可以減小試樣發(fā)熱或人體散熱導(dǎo)致房間溫度升高引起的誤差。在測量小電阻時(小于0.1Ω),可以采用電流換向法,分別讀取一個正向讀數(shù)和反向讀數(shù),取算術(shù)平均值。這里的換向,并不是把電纜兩端調(diào)換一下,而是只調(diào)換電流輸入端子,電纜連接并不動。在滿足試驗系統(tǒng)靈敏度要求的情況下,應(yīng)盡量選擇較小的測試電流,因為大電流容易使導(dǎo)體快速升溫,導(dǎo)致測量誤差。
三、環(huán)境誤差
標(biāo)準(zhǔn)對于導(dǎo)體電阻測量時外部環(huán)境的要求也非常嚴(yán)格,我們應(yīng)有效控制在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測該參數(shù)允許波動范圍內(nèi),也就是檢測過程中,只能在1℃的范圍內(nèi)波動。GB/T 3048.4-2007標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,型式試驗時溫度應(yīng)在(15-25)℃范圍內(nèi),例行試驗時溫度應(yīng)在(5-35)℃范圍內(nèi),空氣濕度不大于85%RH,下限沒做要求。
因此,選擇實驗室時,首先應(yīng)選擇恒溫恒濕室,如果沒有這個條件,那么要考慮空氣流動度較小,相對封閉,濕度不易過大的房間。對于溫度控制設(shè)備的要求就必須高,建議采用調(diào)頻雙溫空調(diào)。溫度計的精 確度要達到要求,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其能精 確讀取到0.1℃,而且所使用的溫度計必須定期進行計量檢定或校準(zhǔn)。溫度計應(yīng)放置在距離地面不小于1m,距離墻面不小于10cm,距離試樣不大于1m且大致與試樣同一高度的區(qū)間內(nèi)。試樣在實驗室放置時間不少于16小時,以保證試樣溫度和試驗環(huán)境溫度的一致,避免熱輻射和空氣對流的影響。
四、人為誤差
導(dǎo)體電阻試驗的檢測人員應(yīng)通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn),并經(jīng)考試合格,持有檢驗員證方可進行檢測。檢驗人員應(yīng)對相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有深刻的認(rèn)識,能夠熟練掌握導(dǎo)體電阻測量的作業(yè)指導(dǎo)書,在讀數(shù)時應(yīng)認(rèn)真細(xì)致,盡量避免人為誤差。必要時,我們可以采取多人比對的方式來確定導(dǎo)體電阻測量值。電阻測量值應(yīng)按GB/T 3956-2008規(guī)定的公式和系數(shù)校正到20℃下1km長度的數(shù)值。計算結(jié)果首先應(yīng)符合有效數(shù)字位數(shù)的運算法則,更重要的還應(yīng)取決于測量系統(tǒng)的誤差,并不能僅按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來確定。
在GB/T 3048.1-2007標(biāo)準(zhǔn)中指出,按標(biāo)準(zhǔn)要求進行檢測,其目的是使試驗結(jié)果具有較好的重復(fù)性和再現(xiàn)性;使試樣在實施試驗前和試驗中,因環(huán)境條件引起的性能變化,能被限制在確定的和一致的條件范圍內(nèi)。誤差是肯定存在的,只要盡量把誤差控制在一定的范圍內(nèi),就能使測量值更接近真值。
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