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1、电缆性能测试方法,-导体直流电阻的测试 孙正虎,1、定义,1.1、GB/T3048.4-2007规定试验方法使用的范围：不适用于测量已安装的电线电缆的直流电组。 1.2GB/T3048.4-2007规定试验方法直流电阻，其测量范围为： 双臂电桥：2*10-599.9 单臂电桥： 1-100 及以上。 1.3、测量原理（电桥平衡原理） 1.3.1、伏安法测量 R=U/I 欧姆定律 R=P*L/S 1.3.2、电桥,1.3. 2.1单臂电桥,单臂电桥（惠斯登电桥）： 如图所示，四个电阻R1、R2、R0、RX连接成一个四边形、每一条称作电桥的一个臂，对角A、C之间连接电源E和限流电阻R、对角B、D之
2、间连接检流计G、调节R0使B、D两点点位相等，这时检流计应指向0，即桥上无电流通过、称电桥达到平衡可以得到 R1 /R2=RX/R0 即 RX= R1 /R2*R0,1.3.2.1单臂电桥,注意：R1、R2、R0是已知数。采用电桥测量法已消除了电流表内接电阻和外接电阻带来的测量系统误差。但导线本身的电阻与接线处的接触电阻对测量结果仍然会有影响，经分析认为当测量0.1以下的低电阻时附加的电阻是不能忽略的，因此在测量低电阻时、需要对线路进行改进。,1.3.2.1单臂电桥,单臂电桥原理图,1.3.2.2双臂电桥原理,双臂电桥（开尔文电桥） 通过单臂电桥原理图可以知道，连接电源和连接检流表的导线电阻可
3、以分别并入电源和检流计的内阻里，对于测量结果没有影响，因此在实际线路中R1与R2均可以选用值较高的电阻。由于待测量的电阻RX是低电阻，因此R0也必须是低电阻，即必须考虑与RX及R0相连接的4根导线及接点A、B、C的电阻对测量结果的影响。,1.3.2.2双臂电桥原理,为了消除这些电阻的影响改进了单臂电桥原理接线图，将A分成A1与A2两点，将C也分成C1与C2，这样不仅将A点与C点直接移到了电阻RX与R0上，使得A点到RX的导线及C点到R0的导线都缩短为零，消除了这两根导线的电阻影响，而使得A1 、C1的接触电阻并入电源的内阻， A2 、 C2的接触电阻并入R1、 R2的电阻中，这样有消除了A、C
4、点的接触电阻的影响。,1.3.2.2双臂电桥原理,为了消除B点的接触电阻和B点与R0相连的导线电阻影响，线路中增加了R3、 R4两个较高的电阻，让B点移到跟R3 、 R4及检流计相连，这样消除了B点的接触电阻的影响，为了消除RX与R0相连的导线的附加电阻的影响同样把RX与R0相连接的两个接点各自分开分成B1、B3与B2、B4而B3 、 B4的接触电阻可以并入较高电阻值的R3、R4中，将B1 、 B2用粗导线相连接，并设B1 、 B2间的联线电阻和接触电阻的和为r、适当调节R1 、 R2 、 R3 、 R4的阻值就可以消除附加电阻r对测量结果的影响,1.3.2.2双臂电桥原理图,双臂电桥原理图,
5、1.3.2.2双臂电桥原理,当调节R1 、R2、 R3 、 R4使得检流计中的电流平衡（电流为零）时、 RX = R1 / R2 * R0 +【r R4 /(R3 + R4 +r)】* 【 R1 / R2 - R3 /R4】 如R1 =R3, R2 = R4 ， 或者使R1 / R2 = R3 / R4 ， 即RX = R1 / R2 * R0 这样消除了r对测量结果的影响。,1.3.2.2双臂电桥原理,为了保证在使用电桥过程中始终满足 R1 / R2 = R3 / R4这个条件、通常将电桥作成一种特殊的结构，即将两对比率臂（ R1 / R2和R3 /R4)采用所谓双十进的电阻箱，两个比率相同
6、的十进电阻的转臂连接在一转轴上，因此在转臂的任意位置都能保证满足这一条件。 因此这种桥式线路是在惠斯登电桥的基础上又增加了两个电阻臂R3 、 R4 ，并使得R1和R2作相应的变化，由于这种桥式线路有两对电阻臂也叫双臂电桥。,2、试验设备及方法,2.1试验设备： 单臂电桥：传统的型号有QJ-19，QJ-36 、QJ-57等 双臂电桥：传统的型号有QJ-19，QJ-36 、 QJ-44 、QJ-57等,2、试验设备及方法,2.2、DZ-2型线缆导电线芯直流电阻测量仪（各个试验室均有配备） 随着科学的发展电子计算机技术的运用、有许多自动或半自动的直流电组检测设备而产生他们的工作原理都采用了双臂电桥的
7、工作原理。,3、样品的处理及试验步骤,3.1、试样制备： 以成盘（圈）的电线电缆作为试样，去除试样两端与测量系统相连部位的覆盖物，露出导体。去除覆盖物时应小心进行，防止损伤导体。,3.2、环境条件,温度：试样应在环境温度（535）中放置足够的时间，在试样放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过1。温度计应使用最小刻度0.1来测量环境温度，温度计距离地面不小于1m,距离墙面不小于10cm,距离试样不超过1m,且两者应在同一高度，并应避免受到热辐射和空气对流的影响。 湿度：空气湿度不超过85%环境中放置足够长的时间。,3.3试样连接,3.3.1、当测量电阻小于1时、应尽可能的采用专用的四端测量夹具
8、进行接线，四端测量夹具的外侧一对为电流极，内侧一对为电位极，电位接触应由相当锋利的刀刃构成，且互相平行，均垂直于式样。每个电位接点与相应的电流接点之间的间距应小于式样断面周长的1.5倍。,3.3试样连接,3.3.2、采用电桥的四端测量夹头连接被测试样；绞合导线 的全部单线应可靠地与测量系统的夹头相连接；若线芯较大，夹头无法全部夹住，可将四夹头夹于线芯的不同单丝上测量；中高压电缆可采用向导体里钉入铁钉代替单丝，测量夹头应尽量贴近导体，减少误差。,3.4操作规程：,3.4.1、连接好测量系统，打开测量仪，输入指定的试验参数（温度、长度），按下测量键进行测量。待测量仪测定数据之后，读取并记录。 3.
9、4.2、测量数据误差处理： 例行试验时：长度误差控制不超过 0. 5%，整盘测试误差控制不超过2%。 型行试验时：长度误差控制不超过 0.1 5%，整盘测试误差控制不超过0.5%。,3.4.3、换算,在温度为20时每公里长度电阻值计算公式： 20=Rx/1+20(-20)*1000/L 或 20=RxKx*1000/L 式中：2020时每公里长度电阻值，单位为欧每千米（/km）; Rxt时L长度电缆的实际测量电阻值，单位为欧（）,3.4.3、换算,20导体材料20时的电阻温度系数，单 位为每摄氏度（1/）； 铜0.00393 / 、铝0.00403 / t测量时的导体温度（环境温度），单位为摄
10、氏度（）； L试样的测量长度（成品电缆的长度，而不是电缆线芯的长度），单位为米（m）; Kx测量环境温度为t时的电阻温度校正系数。（GB/T3048.4-2007中查询）,4、思考题,影响直流电阻的因素有哪些？,影响的因素,1、导体的结构尺寸,如截面、丝径，偏大或偏小，因此与工艺设计参数有关。 2、导体长度，电缆越长电阻越大 3、环境温度，随温度升高而升高 4、导体材料电阻系数与技术条件不一致， 5、在生产过程产生的因素如中导体拉丝时丝径偏小、绞线过程中由于断丝而造成局部结构尺寸不符合，氧化等等,5、测量注意要点,1、环境条件； 2、导体端头处理； 3、电缆长度；,6、总结,直流电阻是电线电缆的四大电气之一，在交流时导体的电阻要比在直流时稍大些。由于集肤效应的结果在交流50HZ时、其两者差值甚小，可以忽略不计，因此在电缆电气性能指标中只规定了导体直流电阻或电阻率。,6、总结,每一标称截面的电缆的直流电阻应不超过某一相当的数值。否则将会增加使用时的线芯损耗，从而引起电缆发热，这样不仅消耗了电能，同时加速了电缆的老化。因此给电缆的正常运行（可靠性、稳定性）带来了危险性。,结束,谢 谢 大 家,
