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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n1.1、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。n1.2GB/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。n1.3、测量原理（电桥平衡原理）n1.3.1、伏安法测量 R=U/I欧姆定律 R=P*L/Sn1.3.2、电桥1.3. 2.1单臂电桥n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
2、之间连 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*R01.3.2.1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单臂电桥连接电源和连接检流表的导线电 阻可 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
3、，因此在实际线 路 中R1与R2均可以选用值较 高的电阻。1.3.2.1单臂电桥n单臂电桥原理图1.3.2.2双臂电桥原理n 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
4、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
5、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n双臂电桥原理图1.3.2.2双臂电桥原理n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
6、n这样消除了r对测量结果的影响。1.3.2.2双臂电桥原理n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。n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n2.1试验设备：n单臂电桥：传统的型号有QJ-19，QJ-36 、 QJ-57等n双臂电桥：
7、传统的型号有QJ-19，QJ-36 、 QJ-44 、QJ-57等2、试验设备及方法n2.2、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）n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 的工作原理。3、样品的处理及试验步骤n3.1、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n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.
8、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。n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
9、；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。3.4.2、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n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=R
10、xKx*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n影响直流电阻的因素有哪些？影响的因素n1、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。n2、导体长
11、度，电缆越长电阻越大n3、环境温度，随温度升高而升高n4、导体材料电阻系数与技术条件不一致，n5、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n1、环境条件；n2、导体端头处理；n3、电缆长度；6、总结n 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n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
