电线电缆导体直流电阻测量的误差分析
电线电缆导体直流电阻试验要点及影响因素
电线电缆导体直流电阻试验要点及影响因素摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，电力企业在我国发展十分迅速，电线电缆是我国重点工业产品之一，它被广泛的应用在国民经济建设的很多领域。
电线电缆的产品质量关系到国计民生和老百姓的生命健康财产安全。
而导体直流电阻是表征电缆导电能力的重要指标之一。
当导体直流电阻超过国家标准技术参数时，使用过程中，电流通过导体，就会加大线路上的损耗，使得电线电缆发热加重，从而加速包覆在导体外面的绝缘和护套材料的老化，严重时甚至会造成供电线路漏电、短路，引发火灾事故。
导体直流电阻试验，便是考核电阻超标的一项重要试验。
检验仅是依据国家产品标准，在生产中及生产完成后的成品进行的质量检测。
产品质量属性是客观存在的，检验后仅是明示，不检验，也是客观存在的。
关键词：导体直流电阻；试验要点；影响因素引言在日常的检验检测工作中，检测电线电缆的一项重要指标是导体直流电阻值，只有准确的测量数据，才能正确评价产品是否合格，因此对测量结果进行不确定度分析尤为重要。
根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，对导体直流电阻测量不确定度的来源分析，评定标准不确定度，计算合成标准不确定度，确定扩展不确定度，才能对测量结果正确评价。
下面就以GB/T5023.2-2008/IEC60227-2:2003《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆第2部分：试验方法》；GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》为例做具体介绍。
1导电线芯直流电阻试验导电线芯直流电阻是电气装备用电线电缆电性能很重要的指标之一。
一般要求导线电阻小，以减少线路损耗。
个别特殊产品要求电阻在某一范围内（如高压阻尼点火线），也有的产品没有严格的电阻要求（矿工帽灯线、爆破线等）。
导线的电阻在标准中规定为直流电阻不大于某一个值或直流电阻率不大于规定值。
金属导体材料直流电阻的测量已有比较成熟的试验方法，但在应用到电线电缆产品时，由于导电线芯大多是绞线，特别是大截面积绞线结构时，沿用一般的直流电阻测量方法，常不易得到正确的测量数值，故在探讨通用的试验要求外，还将进一步分析影响测量正确性的因素。
导体直流电阻测量结果的不确定度分析
合成 标准不 确定 度 ｕ
１ ） 小 确定度 来 源 ， 见 ２
２ ０ １ ３ 年第ｌ １ 期总第 １ ３ １ 期
Ｓ¨＿ ｌ Ｃ０ Ｎ ＶＡＬＬＥＹ
表 Ｉ
表 ２
不确定度来源
电桥 引 入 的不确 定度 分 量 Ｉ Ｉ ． 环境 温度 引入 的 测量 不确 定 度 分量 ・ 长度测 量 不准 确 引入 的不确 定 度 分量 ・
标准不确定度值
７ ． ７ ３ ６ Ｘ １ ０ ｎ／ ｍ ０ ＿ ３ ｌ ｌ ｃ （ ： ０ ． ５ ７ ７ Ｘ １ ０ 一 ’ １ ＂ １ ３
Ｃ ＝ ／
Ｃ Ｉ ＝ ０ ． ９ ８ ５ ｎ： 一 ２ － ２ ５ ×１ ０ － ５ ｎ・ ｍ
：
ｔ
ａ
２
＋ｔ
－ Ｉ ｉ ｔ ！ ＋ｃ
“
１ ． ０
７
√ ３
＝Ｏ ． ５７ ７ ｍｍ
１
５ ． ４ 测 量 重复性 引入 的不 确定 度分量 ｕ
刈做 测Ｊ Ｉ ￣ １ １ １ 进ｉ １ ０次 — 次测 ： ｌ ； ＝ ｆ ｌ ｆ ， Ｊ ： 测｛ ， 洲｝ ｌ ＝ ＝ 数 丧Ｉ
，
ｌ Ｊ ． ． 【 ＝Ｉ ． １ ５ ５× １ ０～， ， ＝。 ， ×Ｒ
２ 测量 方 法
依据 （ Ｂ ／ … Ｉ ３ ０ ４ ８ ． ４ — ２ ０ ０ ７《 电线 电缆性 能 试验 ‘ 法 第 ４部分 ： 导体直 流 电 『 Ｊ ５ Ｉ 试 验 》用 Ｑ Ｊ ５ ７双臂 电桥 测试 ， 当 电桥 对臂 １ 俏乘
卜 一 测 量 时的环 境 温度 ；
故 南温度 波动 引起 的标 准 不确 定度 “ ：
— —
电线电缆导体直流电阻测量误差分析
电线电缆导体直流电阻测量误差分析在诸多电线电缆质量检验项目中，电线电缆导体电阻是重要的检测项目之一。
实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。
对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中电线电缆导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行分析。
文章通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。
标签：电线电缆；直流电阻；横截面积；电流；温度1 概述电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。
在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。
调节电桥平衡。
读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。
2 系统误差一般情况下，我们检测的样品的电线电缆导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。
不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。
如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。
使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。
否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。
对卡具的要求是每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。
导电线芯直流电阻测量的误差分析与改进
导电线芯直流电阻测量的误差分析与改进郝奇;张宇星【摘要】在实验室对大截面铝导体及电焊机线进行导体电阻测试中,发现每次测试的数据偏差很大,本文对造成这种结果的原因进行了简要的分析,并提出一些减少误差的办法。
【期刊名称】《电气技术与经济》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】3页(P48-50)【关键词】电线电缆;导体电阻;误差;接触电阻【作者】郝奇;张宇星【作者单位】机械工业北京电工技术经济研究所;机械工业北京电工技术经济研究所【正文语种】中文【中图分类】TM934.120 引言随着我国经济的飞速发展和城市规模的不断完善，国家对电线电缆的产品要求日趋规范与严格。
目前，国内电线电缆的生产水平普遍较低，并且劣质产品充斥着整个市场。
电缆导体直流电阻的大小是衡量电线电缆产品质量的一项重要指标，关系到能耗和安全。
其在电线电缆电性能检测中尤为重要，在产品质量检测中被列为例检项目。
如今，电线电缆导体直流电阻的测量主要采用单、双臂电桥法。
虽然从理论分析来看，双臂电桥测试直流电阻的精度相对较高，但在实际测试中由于接触电阻等因素引起的测量误差仍然存在，并且对于绞线结构，绞合方式，尤其是大截面绞线结构的电阻测量，常不易得出准确的数值。
鉴于以上情况，本文以双臂电桥测试法为基础，分析了电缆线芯直流电阻测试中的影响因素以及减小测量误差的改进方法，为改进导电线芯直流电阻测量的方法提供理论和技术支持。
1 电缆导体直流电阻的测量原理根据GB 3048.4—2008规定，导体直流电阻的测量仪器采用单臂或双臂电桥。
本文采用直流双臂电桥法为测量导体直流电阻的基本方法。
直流双臂电桥是采用凯尔文线路宽量程的携带式精密型直流电桥，多用于测量1Ω以下的电阻，其测量原理图如图1所示。
双臂电桥法测量多采用四端子测量夹具，对于精度要求较高的电阻测量值，双臂电桥能够有效地减小接触电阻和接线电阻对测量结果真实值的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
电线电缆用导体直流电阻不合格的因素
电线电缆用导体直流电阻不合格的因素六是线芯结构不合理（主要是指紧压线芯）等。
解决的方法：成品直流电阻的水平，即越接近国家标准中所规定的直流电阻值越好，但由于目前，我们的工艺水平、管理水平、设备状况和国外发达国家比还有差距，所以，一般的成品电阻余量都在3~5%，有的余量达10%，这样材料耗用很大，经济效益明显下降。
我们目前的水平控制在1~3%的电阻余量是可行的。
降低材料的消耗是我们的长期目标。
第一，电阻的测量，可采用在线电阻测量法，即在绞合电缆的导体时，就测量导体的直流电阻，（仪器可换算成20℃时直流电阻值），这样我们就可以预先设定电阻值，余量大时可调整线芯的截面，余量小时可加大导线截面，这样就不会造成在成品时才发现直流电阻值不合格，而造成损失。
第二，最小截面的设定法，对紧压线芯最小截面的设定，按下式进行。
S压=ρ20K1K2K3R20 mm2式中，S压紧压线芯称重最小截面，mm ρ20金属材料20℃时的电阻率，Ωmm2/mR20标准中规定的成品最大直流电阻值,Ω/KmK1平均绞入系数，一般来讲，紧压系数节距比较小可取1、0150、91，K2可选用1、02、塑力缆用扇形紧压线芯，紧压系数为0、851、012。
架空绝缘用紧压一般为0、811、012。
K3成缆系数，一般为1、006—1、008第三，工艺线路定位法，也就是说：杆料生产厂家、规格、型号固定，拉制设备及工艺固定，退火设备及工艺固定，绞线、压型工艺及工艺准备固定，一旦工艺试成功后，稳定性很高，全部在控制范围内，一旦成品直流电阻出现波动，原因分析比较容易，解决起来也比较容易。
当然影响成品电阻的原因还有不少，紧压线芯结构设计不合理，也会造成波动（主要由于测量不准所致），线芯变色、测量误差等，这些都需要进一步摸索和试验。
电线电缆导体直流电阻测量误差分析
电线电缆导体直流电阻测量误差分析作者：李志勇李冰来源：《科技创新与应用》2017年第08期摘要：在诸多电线电缆质量检验项目中，电线电缆导体电阻是重要的检测项目之一。
实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。
对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中电线电缆导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行分析。
文章通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。
关键词：电线电缆；直流电阻；横截面积；电流；温度1 概述电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。
在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。
调节电桥平衡。
读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。
2 系统误差一般情况下，我们检测的样品的电线电缆导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。
不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。
如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。
使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。
否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。
电线电缆导体直流电阻在测量中的误差分析
由于电缆直流电阻都较小 ，特别是大截 面绞合导 体， 所以试验室多采用双臂电桥法。依据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ ０ ４ ８ ． ４ — ２ ０ ０ ７ 标准 ， 测量结果首先要换算成 ２ ０ ｃ Ｉ ＝ 下每千米的电 阻值 ， 换算公式如下 ：
Ｒ ２ ０ ＝Ｒ× １ ＋ Ｏ ｔ ２ ｏ 一２ ０ ）
电缆被测电阻大多数小于 １ Ｑ及以下 ，所以电缆使用 双臂 电桥组成的测量装置 ； 单臂电桥 的测量范 围为 ｌ ～ １ ０ ０ Ｑ及 以上 ， 根据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ ９ ５ ６ — ２ ０ ０ ８ 规定 ， 即使 Ｏ ． ５ ｍ ｍ 的电线导体电阻是最大的， 每千米电阻值也小于 ３ ９ ． ０ Ｑ，
３ ． ２ 结果 分析
选择不同的导体结构 ， 对于大截面导体 ， 通过分割导体
结构 ， 改变电流密度 ， 减小导体的载流量 。由于绞合导
体是 多 层线 绞合 与 电流 夹头 没有 均 匀接 触 ，特 别 是铝
（ １ ） 导体直流电阻的测试结果
对导 体 电 阻 进行 ６次 重 复性 测 量 ， 测 量试 样 长 度为 １ ． ５ ｍ， 测 试 温度 为 ２ ０ ． ０ ｏ Ｃ， 可视 Ｌ ＝ Ｉ ． ５ ｍ 为恒 量 。
差进行 了分析 。 关键词 ： 导体直 流电阻测量原理 ； 结果计算 和分析
随着我国城镇化高速发展 ， 作为各类电气设备的血
管 和神经 之一 的 电线 电缆 产 品 ， 在人 们 的生活 中显 得尤
法测量方法简单 ， 但测量误差较大 ， 电线 电缆直流电阻 通常采用 电桥法测量。电桥有各种型号 ， 可根据样 品的 测量范围具体选择 ，双臂 电桥 的测量范 围为 ２ ｘ １ ０ ～
所 以用 单 臂 电桥 不 适应 于试 验 室 测 量 大 截 面 电缆 ， 但 对 于特长 特细 的成 品 电线可 以用 单臂 电桥测 量 。
电缆直流电阻标准
电缆直流电阻标准
电缆是电力系统中重要的组成部分，其直流电阻标准直接影响到电力系统的运行性能。
本文将从以下几个方面介绍电缆的直流电阻标准。
1.电阻值误差
电阻值误差是指电缆的实测电阻值与标称电阻值之间的差异。
根据国家标准，电缆的电阻值误差应不超过±2.5%。
2.导体电阻
导体电阻是衡量电缆导电性能的重要指标。
导体电阻越小，导电性能越好。
根据国家标准，电缆导体的电阻值应符合相关规定。
3.绝缘电阻
绝缘电阻是指电缆绝缘层对电信号的阻碍作用。
绝缘电阻越大，电缆的绝缘性能越好。
根据国家标准，电缆的绝缘电阻应不小于200MΩ。
4.导体截面
导体截面是衡量电缆载流能力的重要指标。
导体截面越大，载流能力越强。
根据国家标准，电缆导体的截面应符合相关规定。
5.温度系数
温度系数是指电缆导体电阻随温度变化的程度。
温度系数越小，电缆的稳定性越好。
根据国家标准，电缆的温度系数应符合相关规定。
6.耐压性能
耐压性能是指电缆在高压电场作用下的绝缘性能。
耐压性能越好，电缆的使用寿命越长。
根据国家标准，电缆的耐压性能应符合相关规定。
7.机械强度
机械强度是指电缆在受到外力作用下的抗拉、抗压等能力。
机械强度越高，电缆的使用寿命越长。
根据国家标准，电缆的机械强度应符合相关规定。
8.环保性能
环保性能是指电缆在生产、使用过程中对环境的影响程度。
环保性能越好，对环境的污染越小。
根据国家标准，电缆的环保性能应符合相关规定。
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电线电缆导体直流电阻测量的误差分析
摘要：对于电线电缆产品，根据GB/T3048.4-2007标准要求和实际检测工作，对电线电缆中导体电阻项目的原理、实验过程、影响实验结果的因素及检测中应注意的事项进行探讨。
关键词：电线电缆;直流电阻;截面积;电流;温度
引言
在诸多电线电缆质量检验项目中，导体电阻是重要的检测项目之一。
实际检测过程中往往由于忽略某些因素，导致测量结果的偏离。
本文通过多年检测实践，分析对测量结果产生影响的因素并给出了相应的解决办法，与大家共同探讨。
1.概述
电线电缆直流电阻测量的依据是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
试验的方法如下：从被测电线电缆上按要求切取不小于1m的试样，去除试验导体外表的绝缘、护套或其他覆盖物，露出导体。
在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油污，连接处表面的氧化层尽可能除尽后，将导体试样固定在专用四端卡具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测量。
调节电桥平衡。
读取电桥读数，记录至少四位有效数字，关闭试验电源后准确测量卡具间被测导线的实际长度，记录环境温度，将测量结果换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值。
2.系统误差
一般情况下，我们检测的样品的导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量卡具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、连接导线、开关、温度计等实验器材，组合成一个测量系统进行检测。
不难看出，检测设备的精度、检定及校准是造成系统误差的主要原因。
如何减少系统误差呢？我们应定期对检测设备进行检定和校准，以保证所有设备的精度都能满足检测的需要。
使用双臂电桥时，标准电阻和试样间的导线电阻应明显小于标准电阻和试样的电阻。
否则应采取适当的方法予以补偿，如导线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡。
对卡具的要求是每个电位接点与相应的电流接点之间的距离应不小于试样截面周长的1.5倍。
3.过程误差
过程误差我们也可以称之为方法误差，就是在整个测量过程中，由于方法使用不当，或测量程序出错为导致的误差。
标准中，对导体电阻的检测做出了明确的规定。
（一）取样。
试样的制备很重要，涉及到试样表面处理、电流引入方式、
卡具型式等。
基本技术路线是减小绞合导体中因单线表面状况接触电阻的影响，使得每根单线中的分布电流均匀，以提高测量准确度。
截取试样的长度应不小于1m，一边卡具之间的距离是1m，两个卡具20cm，所以我们一般取样应在1.4m-1.5m。
去除试样绝缘层，不能损伤导体。
测量时试样不应弯曲也不应导致试样伸长，这是因为试样的长度和截面积都是影响导体电阻测量准确性的因素。
将试样接入电桥前，导体表面应预先清洁，去除表面污秽和油污及表面的氧化层。
对测量大截面的铝导体的电阻时，标准中有具体的要求：导体截面积（95-185）m2，取3m;240m2及以上，取5m，有争议时导体截面积185m2及以下，取5m，240m2及以上，去10m，且电流引入端应使用铝压接头压接，其电位电极可采用直径约0.1m2的软铜丝在绕线外紧密缠绕1-2圈后打结，防止松动。
（二）检测。
试样应在实验环境中放置一定时间，以保证导体温度与环境达到平衡。
也可以将试样浸入温度可控的液体槽内（精密油浴），油浴时间至少1h。
测量应在较短时间内完成，使得检测前后的温度变化不大于1℃。
同时可以对电线电缆的电阻值尽可能估计准确，也可以参考与标准相对应的规格型号的导体电阻要求值作为预设值，以减少测量时间，这样可以减小试样发热或人体散热导致实验环境温度升高引起的误差。
在测量小电阻（0.1Ω），我们可以采用电流换向法，分别读取一个正向读数和反向读数，取算数平均值，这里的换向并不是把电缆两端调换，而是指调换电流输入端子，电缆连接并不动。
在满足试验系统灵敏度要求的情况下，应尽量选择较小的测试电流，因为大电流容易导致导体快速升温，产生测量误差。
4.环境误差
标准对于导体电阻测量时外部环境的要求也是非常严格，我们应将测量环境要求有效控制在国家标准规定的检测该参数允许波动的范围内，即±1℃范围内。
GB/T3048.4-2007标准中规定，型式试验时温度应在（15℃-25℃）范围内，例行试验时温度应在（5℃-35℃）范围内，空气湿度不大于85%RH，下限没做要求。
因此，选择实验室时，首先应选择恒温恒湿，如果没这个条件，应考虑空气流动度小，相对封闭，湿度不宜过大的房间，避免热辐射和空气对流。
对于温度控制设备的要求必须高，建议采用调频双温空调，温度测量设备的精度要达到0.1℃。
所使用的温度测量设备必须定期进行检定或校准，同时温度测量设备应放置在距离地面不小于1m，距离墙面不小于10cm，距离试样不大于1m，且大致与试样同一高度的区间内。
试样在实验室放置时间不少于16h，以保证试样温度与试验环境温度达到平衡，尽量避免因环境温度变化造成的测量误差。
5.人为误差
导体电阻实验的检测人员应通过相关的标准培训，并经过考试合格，持有检验员证方可进行检测。
检验人员应对相关的标准有深刻的认识，知道对实验过程中会对测量结果造成影响的因素，注重检验技能的提高，能够熟练掌握导体电阻测量的各种方法，读数时认真仔细，尽量避免人为误差。
必要时我们可以采取多人比对的方法来验证导体电阻的测量值。
电阻测量值按照GB/T3048.4-2007标准中规定应换算到20℃时1km导体长度的电阻数值作为最终的报出值，在换算过程中应按照标准的要求正确的进行数值的修约和有效数字的保留。
6.总结
任何一个测量结果，由于操作条件的限制，都会产生误差，本文通过对导体直流电阻测量中产生误差的原因进行分析，提出了相应的解决办法，目的是对上述误差做出有效控制，使测量结果更加接近真值。
参考文献：
[1]GB/T3956-2008《电缆的导体》
[2]GB/T3048.1-2007《电线电缆电性能实验方法第1部分：总则》
[3]GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能实验方法第4部分：导体直流电阻试验》。