浅谈温度对导体线芯直流电阻的影响

郑翔宇 秦云汉

（机械工业北京电工技术经济研究所）

0 引言

导体直流电阻试验对于量大而广泛使用的电线电缆产品来说，是其中相当关键的测试项目，直流电阻检测试验已经成为了国家工程抽样、买样必须进行的检测试验。按照标准的要求，导体的电阻必须在规定的特定的范围内。符合相应的要求，不允许以小充大，偷工减料。用劣质材料一次充好造成事故的情况时有发生。一些非法的小作坊，个别生产厂为了赚取利益，节省成本，不顾安全，无视法律法规故意制造不合格的电线电缆并进入流通领域。针对这样的情况，有关部门必须进行严格的控制和检测，保证电线电缆的产品质量，确保人民生产生活的电力使用安全。

1 电线电缆直流电阻的检测方法及原理

电线电缆中导体电阻的测量选择仪器的量程是非常关键的，常常使用的是双臂电桥，它拥有各种品牌样式型号，应根据待检测样品的检测测量范围具体而选择。在检测前，首先是制样，确保样品没有弯曲的现象且整体平直，在这一过程中应确保样品无论是伸长还是横截面积都没有变化，之后将样品静置一段时间，使其温度接近于外部环境的温度，在送入夹具前，必须对其样品的表面以及与夹头相连接的位置进行清洁，用棉丝沾取酒精将导体上的附着物去掉，并尽可能除去氧化膜。同时尽量控制外部的环境温度湿度不变。试验设备选定的设定电流应确保稳定，如不稳定测量出来的数据会存在误差，同时要选择适当的电流，如果电流过大的话，可能会导致导体的温度升高。

双桥测量原理图如1所示。

图1 双桥测量原理图

双臂电桥测量时试样电阻按下式计算：

式中，Rx为样品电阻值；Rn为标准电阻值；R1，R2为桥臂电阻值。

在实际检测操作中排除径向电阻，导线，电流，氧化膜，夹具等影响，温度按照标准的换算公式为：

式中，R20为20℃时每千米导体电阻（Ω/km）；Rt为在温度为t，长度为L时导体电阻（Ω）；a20为导体材料20℃电阻温度系数（1/℃）；t为测量时的环境温度（℃）；L为电线试样长度（m）[2]。

2 温度对实验结果影响分析

对检测试验的影响主要包括温度、接触电阻、氧化膜、夹具、连接线、导体长度等。金属的导电性非常好，不同温度时电阻值略有不同，电阻率随着温度的升高而变大，随着温度的降低而减少。在需要得到较小的精准导体电阻值时，温度对导体电阻的影响相当的大，按照标准，检测最后换算成20℃时的导体电阻时比较科学合理。在20℃时与时铜的电阻率为0.017241。而在其他温度测量得到的导体电阻值换算成20℃时的导体电阻值时，因不确定度误差，同时由于双臂电桥测量的导体电阻相对精准，因此选用双臂电桥测量导体直流电阻[3]。导体温度与外部环境温度还是略有差异等影响，有可能因此导致合格导体被判定为不合格，所以，温度对导体电阻测量影响相当的大。

有些电缆的导体是绞合结构导体，在待检测时，导体不可避免地接触到空气，会形成氧化层，氧化膜会导致所测量的样品得到的电阻率大于实际导体的电阻率，因此一定要尽量除去氧化膜，控制夹具与试样接触面积，同时由于是绞合结构，单根导体之间会产生径向电阻，径向电阻随着力的大小而改变。这时就需要检测人员的操作来稳定得到科学合理严谨的检测电阻值。同时双桥测量的导线也会影响测量结果，导线的温度受测量电流影响而升高，可用比例为1：1.41的两个电流分别测定其电阻值[4]。倘若两者之差不超过±0.5%，则可以认为用比例为1的电流进行测量时,导线温度并不升高。所以一定要控制好测量电流的大小。在做温度对导体电阻影响试验时，一定要确保这些影响因素科学合理，尽量保持不变。

我们通过实际操作做了检测导体直流电阻的实验，在保证接触电阻、氧化膜、夹具、连接线电流等不变的条件下 改变温度，通过温度的变化，来得到按照公式换算直流导体电阻的数值的变化，如图2所示。

通过检测实验变化温度得到数据发现，换算后的直流导体电阻数据还是有变化的，如果想要得到精准的直流导体电阻数据必须严格遵照标准，确保环境温度和导体温度都稳定在20±5℃，来最大化降低温度的影响。同时样品必须提前在恒温恒湿的空间内放置4小时，并保证检测试验时温度稳定，以防止由于温度发生误判的情况。

图2 示数与温度的关系曲线

3 结束语

随着社会的进步和科技的发展，电线电缆等电力产品无论是在工业生产中，还是在日常居民生活用电中等诸多方面都是必须物品。社会对确保生产的电线电缆产品的合格率的要求也在不断提高，各个方面都要求电线电缆的生产必须符合国家相关部门规定的各项标准，其中确保电线电缆的导体电阻在合理的安全使用范围是相当关键重要的一个方面，以确保国民安全用电，节约能耗，控制成本等，为了实现这一要求，生产企业必须按照规定标准生产合格的产品[5]。检测人员必须在检测实验的过程中严格按照相关的国家标准进行科学严谨的操作，在过程中有疑义时，要反复进行多次试验，分析试验得到的多组数据，严格把关，科学判断得到最科学合理的结果。同时在科技的推动下改进技术，利用日新月异的设备提高精准度，相信在社会进步的推动下，随着科技的发展，设备的更新换代，影响因素会越来越少越来越弱，产品的检测行业也会越来越好。