直流電阻的測量
1 概述
制造電線電纜用導(dǎo)電線芯的直流電阻直接影響電線電纜在運(yùn)行中的溫度、壽命、電壓降落和運(yùn)行的安全。因此,制造電線電纜必需學(xué)習(xí)電線電纜用導(dǎo)電線芯直流電阻的測試方法。
電線電纜導(dǎo)電線芯測試直流電阻的目的,就是檢查電線電纜導(dǎo)電線芯的直流電阻是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電阻值。否則就會增加線路的損耗,降低電纜的使用壽命,造成事故。同時,檢測導(dǎo)電線芯的直流電阻,也可發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的缺點,促進(jìn)工藝改進(jìn)。
2 電阻的定義及有關(guān)幾個參數(shù)
2.1 電阻
電阻就是導(dǎo)體對電流起阻礙作用的能力。任何導(dǎo)體都有電阻。電阻用“R”表示,電阻的單位為歐姆,用“Ω”表示。
當(dāng)導(dǎo)體中有直流電通過時電流值(I)正比于導(dǎo)體兩端間的電壓(U),即
直流電阻的測量
I=U/R
對于一段通電電路,流過其中的電流與這段電路兩端的電壓成正比,而與這段電路的電阻成反比,這個關(guān)系叫歐姆定律。
實踐證明,導(dǎo)體的電阻決定于導(dǎo)體材料的物理性質(zhì),幾何尺寸和導(dǎo)體的溫度因素。對于一根均勻材料,截面積為S,長度L的導(dǎo)線,其電阻可用下式表示(也稱電阻定律):
R=p×L/S
式中:L——導(dǎo)體的長度(m)
S——導(dǎo)體的截面積(mm2)
ρ——電阻率(Ω·mm2/m)
電阻定律:導(dǎo)線的電阻與導(dǎo)線的長度成正比,與其截面積的大小成反比。
2.2 電阻率
電阻率是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個物理量,用字母“ρ”表示,也是衡量導(dǎo)電性能優(yōu)劣的一個指標(biāo)。電阻率在數(shù)值上等于用那種物質(zhì)所做的長一米,截面為一平方毫米的導(dǎo)線,在溫度為20℃時的電阻。單位為Ω·mm2/m。公式為
式中:R20——20℃的電阻
ρ20——溫度為20℃時的電阻系數(shù)
電阻率是溫度的函數(shù),具體如下關(guān)系:
ρ2=ρ1[1+α(t2-t1)] 3——4
式中:α——電阻溫度系數(shù)(1/℃)
ρ2——溫度為t2時的電阻率
ρ1——溫度為t1時的電阻率
從式3——2和3——4可知電阻與溫度有關(guān)。
2.3 導(dǎo)電率
導(dǎo)電金屬的電阻與標(biāo)準(zhǔn)軟銅的電阻的比值稱為導(dǎo)電金屬的導(dǎo)電率。
電纜用金屬的各參數(shù)如表5:
表5 軟銅及硬鋁在20℃時的技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù) | 材料 |
名稱 | 單位 | 標(biāo)準(zhǔn)軟銅 | 標(biāo)準(zhǔn)硬鋁 |
電阻率 | Ω·mm2/m | 0.017241 | 0.028264 |
電阻溫度系數(shù) | 1/℃ | 0.00393 | 0.00403 |
密度(比重) | g/cm3 | 8.89 | 2.7 |
3 直流電阻的測量
3.1 工具選用雙臂電橋。我廠的雙臂電橋為QJ57。
3.2 電橋的精度應(yīng)不低于0.2歐姆,直流電源的交流成分應(yīng)不大于0.02%。
3.3 檢流計靈敏度:當(dāng)電橋平衡時,改變臂橋電阻值的0.5%,檢流計的偏轉(zhuǎn)不小于1格。
3.4 標(biāo)準(zhǔn)電阻:準(zhǔn)確度不低于0.1級。
連接線在用雙臂電橋測量時,電位引接線的總電阻應(yīng)不大于0.02歐姆;標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測電阻間連接線的電阻應(yīng)不大于標(biāo)準(zhǔn)電阻。
3.5 試樣準(zhǔn)備
從被測試電線電纜上切取長不小于1米的試樣,去除試樣導(dǎo)電線芯外表面的絕緣護(hù)套;其它覆蓋物也可以只去除試樣兩端與測量系統(tǒng)相連接部位的覆蓋物,露出金屬導(dǎo)體來。去除覆蓋物時小心進(jìn)行,防止損傷金屬導(dǎo)體。
將試樣拉直,不允許有任何引起試樣金屬導(dǎo)體橫截面積發(fā)生變化的扭曲。
試樣在接入測量系統(tǒng)前,應(yīng)預(yù)先清潔其連接部位的導(dǎo)體表面,去除附著物、污穢、油污。連接處表面的氧化物應(yīng)盡可能除盡。
試樣應(yīng)在試驗環(huán)境中放置足夠長的時間,使之達(dá)到溫度平衡,在試樣放置和試驗過程中,環(huán)境溫度的變化應(yīng)不大于±1℃。在測量環(huán)境溫度時,溫度計應(yīng)離地面至少1米,且二者應(yīng)大致在同一高度上。
3.6 試驗步驟
按照試驗室所規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行。
3.7 數(shù)據(jù)處理
測量所得的直流電阻是試驗室環(huán)境溫度下的直流電阻,必須轉(zhuǎn)化為
20℃下的直流電阻。轉(zhuǎn)化公式如下:
式中:R20——20℃時每公里長度電阻值,Ω/km;
RX——所測得的直流電阻;
L——試樣的測量長度,m;
t——測量時的環(huán)境溫度,℃;
α20——導(dǎo)體材料20℃時的電阻溫度系數(shù),1/℃。
我們平時在試驗室測量導(dǎo)體1米的直流電阻后轉(zhuǎn)化為20℃下的直流電阻,轉(zhuǎn)化公式可簡化為:
4 電橋使用注意事項及保養(yǎng)
4.1 首先檢查電橋是否有檢定部門檢定合格證,否則不能進(jìn)行測量使用。
4.2 檢查電池是否滿足要求:
為了保證電橋檢流計不亂撞,首先預(yù)算一下被測導(dǎo)體的電阻,再進(jìn)行測量。讀數(shù)時,要使三點成一線(眼、檢流計指針和檢流計刻度點)。
4.3 在測量有感電路的直流電阻時,應(yīng)先接電源鈕,再接檢流計鈕,測正確后,應(yīng)先斷開檢流計鈕,后斷電源鈕。
4.4 被測試樣不能帶其它電源測直流電阻。
4.5 用完后,帶鎖的應(yīng)鎖上檢流計,有靈敏度調(diào)節(jié)鈕應(yīng)調(diào)到靈敏度低的檔上。長期不用時,應(yīng)將電池取出。
4.6 儀器應(yīng)保持清潔,并避免直接陽光暴曬和劇烈震動。