电缆性能测试方法-导体直流电阻的测试.ppt
电缆性能测试方法1 1、定义、定义n n1.11.1、GB/T3048.4-2007GB/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。流电组。n n1.2GB/T3048.4-20071.2GB/T3048.4-2007规定试验方法直流电阻，其测量范围为：规定试验方法直流电阻，其测量范围为：双臂电桥：双臂电桥：2*102*10-5-599.9 99.9 单臂电桥：单臂电桥：1 1-100-100 及以上。及以上。n n1.31.3、测测量原理（量原理（电桥电桥平衡原理）平衡原理）n n 1.3.11.3.1、伏安法、伏安法测测量（欧姆定律）量（欧姆定律）R=U/IR=U/In n 1.3.2 1.3.2、电桥电桥n n 单臂电桥（惠斯登电桥）：单臂电桥（惠斯登电桥）：如如图图所示，四个所示，四个电电阻阻R1R1、R2R2、R0R0、RXRX连连接成一个四接成一个四边边形、每一条称作形、每一条称作电桥电桥的一个臂，的一个臂，对对角角ACAC之之间连间连接接电电源源E E和限流和限流电电阻阻R R、对对角角BDZBDZ之之间连间连接接检检流流计计G G、调节调节R0R0使使B B、D D两点点两点点位相等，位相等，这时检这时检流流计应计应指向指向0 0，即，即桥桥上无上无电电流通流通过过、称、称电桥电桥达到平衡可以得到达到平衡可以得到 R1/R2=RX/R0 R1/R2=RX/R0 即即RX=R1/R2*R0RX=R1/R2*R0注意：注意：R1R1、R2R2、R0R0是已知数。采用是已知数。采用电桥测电桥测量法已消除了量法已消除了电电流表内接流表内接电电阻和外接阻和外接电电阻阻带带来的来的测测量系量系统误统误差。但差。但导线导线本身的本身的电电阻与接阻与接线处线处的接触的接触电电阻阻对测对测量量结结果仍然会有影响，果仍然会有影响，经经分分析析认为认为当当测测量量0.10.1以下的低以下的低电电阻阻时时附加的附加的电电阻是不能忽略的，因此在阻是不能忽略的，因此在测测量低量低电电阻阻时时、需、需要要对线对线路路进进行改行改进进。连连接接电电源和源和连连接接检检流表的流表的导线电导线电阻可以分阻可以分别别并入并入电电源和源和检检流流计计的内阻里，的内阻里，对对于于测测量量结结果没有果没有影响，因此在影响，因此在实际线实际线路中路中R1R1与与R2R2均可以均可以选选用用值较值较高的高的电电阻。阻。1.3.2.11.3.2.1单臂电桥单臂电桥n n单臂电桥原理图单臂电桥原理图 1.3.2.2 1.3.2.2双臂电桥原理双臂电桥原理n n 双臂电桥（开尔文电桥）双臂电桥（开尔文电桥）通通过单过单臂臂电桥电桥原理原理图图可以知道，可以知道，连连接接电电源和源和连连接接检检流表的流表的导线电导线电阻可以分阻可以分别别并入并入电电源和源和检检流流计计的内阻里，的内阻里，对对于于测测量量结结果没有影响，因此在果没有影响，因此在实际线实际线路中路中R1R1与与R2R2均可以均可以选选用用值较值较高的高的电电阻。由于待阻。由于待测测量的量的电电阻阻RXRX是低是低电电阻，因此阻，因此R0R0也也必必须须是低是低电电阻，即必阻，即必须须考考虑虑与与RXRX及及R0R0相相连连接的接的4 4根根导线导线及接点及接点A A、B B、C C的的电电阻阻对测对测量量结结果的影响。果的影响。为为了消除了消除这这些些电电阻的影响改阻的影响改进进了了单单臂臂电桥电桥原理接原理接线图线图，将，将A A分成分成A1A1与与A2A2两点，两点，将将C C也分成也分成C1C1与与C2C2，这样这样不不仅仅将将A A点与点与C C点直接移到了点直接移到了电电阻阻RXRX与与R0R0上，使得上，使得A A点到点到RXRX的的导线导线及及C C点到点到R0R0的的导线导线都都缩缩短短为为零，消除了零，消除了这这两根两根导线导线的的电电阻影响，阻影响，而使得而使得A1A1、C1C1的接触的接触电电阻并入阻并入电电源的内阻，源的内阻，A2A2、C2C2的接触的接触电电阻并入阻并入R1R1、R2R2的的电电阻中，阻中，这样这样有消除了有消除了A A、C C点的接触点的接触电电阻的影响。阻的影响。为为了消除了消除B B点的接触点的接触电电阻和阻和B B点与点与R0R0相相连连的的导线电导线电阻影响，阻影响，线线路中增加了路中增加了R3R3、R4R4两个两个较较高的高的电电阻，阻，让让B B点移到跟点移到跟R3R3、R4R4及及检检流流计计相相连连，这样这样消除了消除了B B点的接点的接触触电电阻的影响，阻的影响，为为了消除了消除RXRX与与R0R0相相连连的的导线导线的附加的附加电电阻的影响同阻的影响同样样把把RXRX与与R0R0相相连连接的两个接点各自分开分成接的两个接点各自分开分成B1B1、B3B3与与B2B2、B4B4而而B3B3、B4B4的接触的接触电电阻可阻可以并入以并入较较高高电电阻阻值值的的R3R3、R4R4中，将中，将B1B1、B2B2用粗用粗导线导线相相连连接，并接，并设设B1B1、B2B2间间的的联线电联线电阻和接触阻和接触电电阻的和阻的和为为r r、适当、适当调节调节R1R1、R2R2、R3R3、R4R4的阻的阻值值就可以消就可以消除附加除附加电电阻阻r r对测对测量量结结果的影响果的影响1.3.2.21.3.2.2双臂电桥原理图双臂电桥原理图n n双臂电桥原理图双臂电桥原理图双臂电桥原理双臂电桥原理n n当调节当调节R1R1、R2R2、R3R3、R4R4使得检流计中的电流平衡（电流使得检流计中的电流平衡（电流为零）时、为零）时、RX=R1/R2*R0+RX=R1/R2*R0+【rR4/(R3+R4+r)rR4/(R3+R4+r)】*【R1/R2-R3/R4R1/R2-R3/R4】如如R1=R3,R2=R4R1=R3,R2=R4，或者使，或者使R1/R2=R3/R4R1/R2=R3/R4，即即RX=R1/R2*R0RX=R1/R2*R0n n这样消除了这样消除了r r对测量结果的影响。对测量结果的影响。n n为了保证在使用电桥过程中始终满足为了保证在使用电桥过程中始终满足 R1/R2=R3/R4R1/R2=R3/R4这个条件、通常将电桥作成一种特殊的结构，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（即将两对比率臂（R1/R2R1/R2和和R3/R4)R3/R4)采用所谓双十进的电阻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。此在转臂的任意位置都能保证满足这一条件。n 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电阻臂R3R3、R4R4，并使得，并使得R1R1和和R2R2作相应的变化，由于这种作相应的变化，由于这种桥式线路有两对电阻臂也叫双臂电桥。桥式线路有两对电阻臂也叫双臂电桥。2、试验设备及方法n n3.13.1试验设备：试验设备：n n单臂电桥：传统的型号有单臂电桥：传统的型号有QJ-19QJ-19，QJ-36 QJ-36、QJ-57QJ-57等等n n双臂电桥：传统的型号有双臂电桥：传统的型号有QJ-19QJ-19，QJ-36 QJ-36、QJ-44 QJ-44、QJ-57QJ-57等等n n3.23.2、DZ-2DZ-2型线缆导电线芯直流电阻测量仪（各个试验室型线缆导电线芯直流电阻测量仪（各个试验室均有配备）均有配备）n 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。双臂电桥的工作原理。3 3、样品的处理及试验步骤、样品的处理及试验步骤n n3.13.1、试样制备：以成盘（圈）的电线电缆作为试样，去除试样两端、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，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。防止损伤导体。n n3.23.2环境温度：试样应在环境温度（环境温度：试样应在环境温度（5 53535）中放置足够的时间，在中放置足够的时间，在试样放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过试样放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过11。温度计应使。温度计应使用最小刻度用最小刻度0.10.1来测量环境温度，温度计距离地面不小于来测量环境温度，温度计距离地面不小于1m,1m,距离墙距离墙面不小于面不小于10cm,10cm,距离试样不超过距离试样不超过1m,1m,且两者应在同一高度，并应避免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。受到热辐射和空气对流的影响。n n3.33.3试样连接：试样连接：n n3.3.13.3.1、当测量电阻小于、当测量电阻小于1 1时时、应应尽可能的采用尽可能的采用专专用的四端用的四端测测量量夹夹具具进进行接行接线线，四端，四端测测量量夹夹具的外具的外侧侧一一对为电对为电流极，内流极，内侧侧一一对为电对为电位极，位极，电电位接触位接触应应由相当由相当锋锋利的刀刃构成，且互相平行，均垂直于式利的刀刃构成，且互相平行，均垂直于式样样。每。每个个电电位接点与相位接点与相应应的的电电流接点之流接点之间间的的间间距距应应小于式小于式样样断面周断面周长长的的1.51.5倍。倍。n n3.3.23.3.2、采用电桥的四端测量夹头连接被测试样；绞合导线、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。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。3.43.4操作规程：操作规程：3.4.1 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、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。键进行测量。待测量仪测定数据之后，读取并记录。n n3.4.23.4.2、测量数据误差处理：、测量数据误差处理：n n 例行试验时：长度误差控制不超过例行试验时：长度误差控制不超过 0.5%0.5%，整盘测试误差控制不超过，整盘测试误差控制不超过2%2%。n n 型行试验时：长度误差控制不超过型行试验时：长度误差控制不超过 0.1 5%0.1 5%，整盘测试误差控制不超过，整盘测试误差控制不超过0.5%0.5%。n n3.4.33.4.3、温度为、温度为2020时每公里长度电阻值计算公式：时每公里长度电阻值计算公式：20=Rx/1+20=Rx/1+20(20(-20)*1000/L-20)*1000/L 或或 20=RxKx*1000/L20=RxKx*1000/L 式中：式中：20202020时每公里长度电阻值，单位为欧每千米（时每公里长度电阻值，单位为欧每千米（/km/km）;Rx Rxt t时时L L长度电缆的实际测量电阻值，单位为欧（长度电缆的实际测量电阻值，单位为欧（）2020导体材料导体材料2020时的电阻温度系数，单位为每摄氏度（时的电阻温度系数，单位为每摄氏度（1/1/）；）；铜铜0.00393/0.00393/、铝、铝0.00403/0.00403/t t测量时的导体温度（环境温度），单位为摄氏度（测量时的导体温度（环境温度），单位为摄氏度（）；）；L 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（mm）;Kx Kx测量环境温度为测量环境温度为t t时的电阻温度校正系数。（时的电阻温度校正系数。（GB/T3048.4-2007GB/T3048.4-2007中查询）中查询）4 4、思考题、思考题n n影响测量直流电阻的影响影响测量直流电阻的影响
