直流電阻的測(cè)量
1 概述
制造電線(xiàn)電纜用導(dǎo)電線(xiàn)芯的直流電阻直接影響電線(xiàn)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(xiàn)電纜必需學(xué)習(xí)電線(xiàn)電纜用導(dǎo)電線(xiàn)芯直流電阻的測(cè)試方法。
電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)芯測(cè)試直流電阻的目的,就是檢查電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)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(huì)增加線(xiàn)路的損耗,降低電纜的使用壽命,造成事故。同時(shí),檢測(cè)導(dǎo)電線(xiàn)芯的直流電阻,也可發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn),促進(jìn)工藝改進(jìn)。
2 電阻的定義及有關(guān)幾個(gè)參數(shù)
2.1 電阻
電阻就是導(dǎo)體對(duì)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(guò)時(shí)電流值(I)正比于導(dǎo)體兩端間的電壓(U),即
直流電阻的測(cè)量
I=U/R
對(duì)于一段通電電路,流過(guò)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(gè)關(guān)系叫歐姆定律。
實(shí)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(duì)于一根均勻材料,截面積為S,長(zhǎng)度L的導(dǎo)線(xiàn),其電阻可用下式表示(也稱(chēng)電阻定律):
R=p×L/S
式中:L——導(dǎo)體的長(zhǎng)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(xiàn)的電阻與導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)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(gè)物理量,用字母“ρ”表示,也是衡量導(dǎo)電性能優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)。電阻率在數(shù)值上等于用那種物質(zhì)所做的長(zhǎng)一米,截面為一平方毫米的導(dǎo)線(xiàn),在溫度為20℃時(shí)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(shí)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(shí)的電阻率
ρ1——溫度為t1時(shí)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(chēng)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(shí)的技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù) | 材料 |
名稱(chēng) | 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(cè)量
3.1 工具選用雙臂電橋。我廠(chǎng)的雙臂電橋?yàn)?span style="border: 0px; margin: 0px; padding: 0px;">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(jì)靈敏度:當(dāng)電橋平衡時(shí),改變臂橋電阻值的0.5%,檢流計(jì)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(jí)。
連接線(xiàn)在用雙臂電橋測(cè)量時(shí),電位引接線(xiàn)的總電阻應(yīng)不大于0.02歐姆;標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測(cè)電阻間連接線(xiàn)的電阻應(yīng)不大于標(biāo)準(zhǔn)電阻。
3.5 試樣準(zhǔn)備
從被測(cè)試電線(xiàn)電纜上切取長(zhǎng)不小于1米的試樣,去除試樣導(dǎo)電線(xiàn)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(cè)量系統(tǒng)相連接部位的覆蓋物,露出金屬導(dǎo)體來(lái)。去除覆蓋物時(shí)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(cè)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(yàn)環(huán)境中放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間,使之達(dá)到溫度平衡,在試樣放置和試驗(yàn)過(guò)程中,環(huán)境溫度的變化應(yīng)不大于±1℃。在測(cè)量環(huán)境溫度時(shí),溫度計(jì)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(yàn)步驟
按照試驗(yàn)室所規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行。
3.7 數(shù)據(jù)處理
測(cè)量所得的直流電阻是試驗(yàn)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(shí)每公里長(zhǎng)度電阻值,Ω/km;
RX——所測(cè)得的直流電阻;
L——試樣的測(cè)量長(zhǎng)度,m;
t——測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度,℃;
α20——導(dǎo)體材料20℃時(shí)的電阻溫度系數(shù),1/℃。
我們平時(shí)在試驗(yàn)室測(cè)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(jiǎn)化為:
4 電橋使用注意事項(xiàng)及保養(yǎng)
4.1 首先檢查電橋是否有檢定部門(mén)檢定合格證,否則不能進(jìn)行測(cè)量使用。
4.2 檢查電池是否滿(mǎn)足要求:
為了保證電橋檢流計(jì)不亂撞,首先預(yù)算一下被測(cè)導(dǎo)體的電阻,再進(jìn)行測(cè)量。讀數(shù)時(shí),要使三點(diǎn)成一線(xiàn)(眼、檢流計(jì)指針和檢流計(jì)刻度點(diǎn))。
4.3 在測(cè)量有感電路的直流電阻時(shí),應(yīng)先接電源鈕,再接檢流計(jì)鈕,測(cè)正確后,應(yīng)先斷開(kāi)檢流計(jì)鈕,后斷電源鈕。
4.4 被測(cè)試樣不能帶其它電源測(cè)直流電阻。
4.5 用完后,帶鎖的應(yīng)鎖上檢流計(jì),有靈敏度調(diào)節(jié)鈕應(yīng)調(diào)到靈敏度低的檔上。長(zhǎng)期不用時(shí),應(yīng)將電池取出。
4.6 儀器應(yīng)保持清潔,并避免直接陽(yáng)光暴曬和劇烈震動(dòng)。