一种电线电缆无形消耗的控制方法——电阻比

刘小成

（无锡斯普乐电线电缆有限公司，江苏 无锡214151）

0 引 言

近年来，随着中国经济的转型、经济增长速度放缓，受铜、铝等原材料价格的浮动，以及劳动力价格和能源价格上涨等因素的影响，电线电缆制造企业的经济效益大大降低。由于制造行业是以原材料为主的行业，因此要在如此严峻的形势下生存和发展，必须把节能降耗放在首位。而无形消耗作为电线电缆制造过程中产生的众多消耗中的一种，因为它“看不见、摸不着”，所以也往往最容易被忽略。导体电阻比（以下简称电阻比）通过导体电阻的计算对比以及数据加权的方式，可以定量地计算出无形消耗的控制水平，以便于找到消耗的原因，锁定产生无形消耗的产品规格，然后有针对性地采取措施，从而降低无形消耗，进而逐步提高电线电缆制造业的经济效益。

1 消耗的分类

电线电缆制造业从原材料（铜、塑料、辅材）消耗的角度可分为有形消耗和无形消耗。

1.1 有形消耗

有形消耗是指电线电缆在生产过程中直接损失的部分，主要是指原材料、半成品及成品的工艺性损耗、不合格品的报废等，其数量总和占总投入数量的比例，反映的是原材料利用率（投入产出比）的水平。

1.2 无形消耗

无形消耗是指电线电缆在生产过程中，间接损失的部分，主要包括铜材和塑料超出材料定额（每单位长度电线所耗用原材料的数量，一般按质量计算）的部分。无形消耗无法用投入产出比的方法计算。同样长度的电线，铜材超过材料定额后表现出来的是电阻偏小，可通过电阻测量来统计分析；而塑料超出材料定额后表现出来的是外径偏大，可通过外径测量进行统计分析。由于在电线电缆产品中，同样长度的电线，铜材所占的材料定额比例是比较大的，而且价格较塑料高出很多，所以，铜材的无形消耗水平一般也决定了电线电缆整体的无形消耗水平，铝导体及其他合金导体也一样，本工作以铜材为例，通过导体电阻比的分析和对比来衡量和控制电线生产中无形消耗。

2 电阻比的概念及计算方法

2.1 电阻比的概念

电阻比是将电线导体的实测电阻与标准电阻直接进行对比的结果，或通过铜材的质量进行加权后进行对比的结果，一般按百分比衡量，可以直观地看出铜材的无形消耗水平。

2.2 电阻比的计算方法

（1）直接计算：通过实测电阻与标称电阻的比，可以粗略地反映出无形消耗的控制水平，直接计算可快速、及时地反馈数据给相关部门进行分析改进。

式中：P为导体电阻比（%）；Rn为试样的实测电阻（mΩ）；Rn0为试样的标准电阻（mΩ）。

（2）加权计算：考虑了不同型号规格电线的长度、截面问题，可以准确地反映出无形消耗的实际控制水平。

式中：P为导体电阻比（%）；Rn为试样的实测电阻（mΩ）；Rn0为试样的标准电阻（mΩ）；Mn为铜材的质量（kg），可通过下式计算：

式中：ρ为铜的密度（kg／m3）；d为单丝直径（mm）；L为电线长度（km）。

由于电线的型号、规格、长度都不相同，不同批次之间的导体电阻也有差异，因此建议采用加权计算的方法来控制无形消耗。企业可根据自身情况，按照用铜量多少进行型号规格的排序，通过电阻比控制，及时计算、分析、改进，逐步达到目标要求。正常情况下，电阻比大于98.5%时属于控制比较好的水平，如果通过管理提升、工艺改进等将电阻比提高到99.5%以上，那么无形消耗节省的费用将相当可观。

以截面为0.35 mm2的某型号汽车电线为例，通过攻关小组研究分析、持续改进，第一阶段，电阻比由原来的94.14%提高至97.0%，每10 000 km节约用铜量约为1 000 kg；第二阶段，攻关小组通过工艺改进、设备调整，将电阻比提高至98.5%以上，每10 000 km可以再节约用铜量约为400 kg，即每生产10 000 km电线，共计节约用铜量约1 400 kg，节约成本7万元。单这一款电线，按照目前每年200 000 km的产量，一年可节省成本100万元以上。由此可见，用电阻比来控制电线的无形消耗是一种科学、合理的方法。电阻比越高，无形消耗越小，成本也就越低。

3 导体电阻测试时的注意事项

电阻测量的结果直接影响了电阻比计算的准确性，因此导体电阻的测量务必真实、准确，导体电阻的测量过程中需要重点注意以下几点：

（1）在剥除电线两端的绝缘层时，需要注意不要损伤到导体，特别是小截面、薄绝缘的产品，需要用专业的剥线工具，保证导体的完好性。

（2）导体电阻测量应在恒温室进行，恒温室若有空调，应注意不要将吹风口对着被测试样，必要时可将测量夹具放置在一个透明的盒子内，如图1所示，空间相对密闭，将大大减小外界因素的影响。此种情况下，可将温度计放入在透明盒子内，减少因环境温度差异造成的误差。

图1 夹具放置在透明塑料盒内

（3）测量时应避免导体长时间通电，可采用间歇性按下测量开关的方式，防止长时间通电时电流流经导体产生热量，影响测量结果。

（4）导体测量时应尽量选用双臂电桥及“V”型环抱式的夹具，如图2所示，这种方式使得导体各单丝紧密接触在一起，避免了因导体松散和变形导致的测量误差［1］；同时还可以增大电流端夹具与导体之间的接触面积，减小接触电阻引起的误差。

图2 V型夹具

4 结束语

随着电线电缆行业竞争的加剧，只有在保证质量的基础上降低各项消耗才能立于不败之地，有形消耗的控制就如一只“有形的手”，而无形消耗的控制则如一只“无形的手”，只有“两手都要抓，两手都要硬”，才能最大程度地控制好生产过程中的各项消耗指标，达到降低成本，提高利润的目标。本工作通过对导体电阻比的计算、方法及导体电阻测量时的注意事项进行分析总结，以帮助电线电缆制造企业更好地计算和控制无形消耗。