电线电缆导体电阻和电阻率的分析

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1、电线电缆导体电阻和电阻率的分析内容提要：本文通过对电线电缆导体电阻和电阻率的解释，分 析了导体电阻和电阻率测量时产生误差的原因，以及有效减少误差 的正确措施，对电线电缆检验人员和企业技术人员有较强的现实意 义和较好的指导意义。中图分类号：tm247文献标识码：a文章编号：我们在检验时常常会发现这样一种现象，例如对60227iec01 (bv)450/750v1X 2.5mm2测量电阻时，环境温度为20C，导体 直径为1.78 mm，导体直流电阻为7.35/km，完全符合gb/t3956 - 1997的标准要求，即不大于7.413/km;如果按照这些数据计算下 来,该导体的电阻率应为0.0183

2、75smm2/m,这显然不符合 gb/t3953 - 2009标准中要求的不大于0.0172413mm2/m.。这是 为什么呢？下面以生产60227iec01 (bv)450/750v的电缆用软 圆铜线(tr)为例来分析一下。电阻和电阻率对于电线电缆来说，导体的电阻是指其对于电流通过的阻碍作 用。导体的电阻与导体的材料、长度、截面、温度有关；也可以这 样说：当软圆铜线温度为20C、截面为1mm2、长度为1m时，其 电阻值为0.0172413 ；电阻值越大，阻碍电流通过的能力就越大， 载流量就越小。上海电缆研究所通过试验，提出了电线电缆的载流 量，可供参考。电线电缆导体的电阻率有体积电阻率、质量

3、电阻率、单位长度 电阻率。体积电阻率为单位长度和单位截面积的导体的电阻。国际 电工委员会iec28（125）铜电阻国际标准中规定：“20C温度时， 国际退火铜体积电阻率是1/58=0.0172413mm2/m”。从以上描述中我们了解到电阻和电阻率并不是一回事。在实际 操作中，无论是检验机构还是企业都应该加以区别。企业对电线电 缆导体的原材料进厂时应按电阻率来进行验收考核，执行标准为 gb3952-2008电工用铜线坯和gb/t3953 - 2009电工圆铜线； 对于成品电线电缆导体是考核其电阻的，执行标准为 gb/t3956-2008电缆的导体。我国的国家标准gb/t3956-2008电 缆的

4、导体中规定了对成品导体电阻的要求，显然要比对原材料导 体体积电阻率的要求要宽容得多，这是由于长期的历史演变所造成 的结果，也是对工程上的某种特殊的考虑。标称电阻率和实测电阻率我国对裸电线产品的电阻率的质量分等也作出过规定。我们在测试过程中发现，如果铜导体20C的体积电阻率为 0.01690 3mm2/m，则说明该铜导体的质量是相当好的了；如果测 得铜导体20C的体积电阻率低于0.01690 3mm2/m，甚至更低时， 我们认为这是不可能的、也是不合理的。如果出现这种情况，一般 在测量直径为0.3mm及以下的软圆铜导线时比较多见，这也说明该 铜导体的导电能力是相当强的。不管是质检机构的检验人员还

5、是企业的检验人员都应该具备一 定的电线电缆的基础知识，具有一定的判断能力；当铜导体的体积 电阻率过低时，首先要想到这是不可能的，其次要分析是什么原因 产生了误差。我们在实际工作中总结出产生误差的原因可能有以下 几个方面：1、gb/t3048.2-2007电线电缆电性能试验方法金属导体材料 电阻率试验中第6.1.1条规定两种试验方法：基准试验方法和常 规试验方法。允许测量误差如下表所示：2、测量仪器精度不够。gb/t3048.2-2007电线电缆电性能试 验方法金属导体材料电阻率试验中第6.2.2条规定：“电阻测量 系统的总误差包括：标准电阻的校准误差、试样和标准电阻的比较 误差、接触电势和热电

6、势引起的误差、测量电流引起的试样发热误 差”；还有其它计量器具选用精度不够而引起的误差。3、未使用导体电阻夹具。未使用导体电阻夹具会造成试样的长 度不能精确到1000mm,从而引起长度上的误差；标准规定长度应精 确到土 0.05%。4、设备的使用不符合标准试验要求。gb/t3048.2-2007电线 电缆电性能试验方法金属导体材料电阻率试验中第6.2.3条规定： “四点法测量时，电位接触点应由相当锋利的刀刃构成，且互相平行，均垂直于试样纵轴，接点也可以是锐利的针状接点。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断面周长的1.5 倍”。第6.2.4条规定：“使用凯尔文双臂电桥时，标准电

7、阻和试 样间的跨线电阻应明显地既小于标准电阻又小于试样电阻。否则， 应采取适当方法予以补偿”。5、试验室的温度计指示不准确。这样容易造成温度指示上的偏 差，在从电阻换算到电阻率的过程中就容易造成温度系数选用上的 偏差，使导体电阻率换算不准确；标准规定：温度控制精度为土 0.04%,温度引起的总误差应不大于土0.06%。6、试样温度与测量环境温度不一致。试样应在相对稳定的试验 环境中放置足够长的时间，在放置和试验的过程中环境温度的变化 应不大于土1C。测量环境温度时，温度计应离地面至少1m，离试 样应不超过血，且二者应大致处于同一高度。7、试样受损引起的误差。试样表面应光滑清洁，无裂纹和缺陷，

8、无斑疤、灰尘和油污；如果有这些缺陷，都会容易造成电阻率的偏 大。8、人为因素引起的误差。检验人员由于操作不熟练，或对检验 设备性能了解不够，对标准理解不深，对专业知识知道不多，等等， 这些因素引起的误差属于人为误差，可以通过进一步学习逐步减少 这些误差。根据产生误差的原因，我们要有意识地减少这些误差，提高测 量的准确度。1、根据标准要求，选用符合标准要求精度的测量仪器，或者精 度更高的测量仪器。2、购买导体电阻夹具时，要配齐各种不同规格夹具刀口，以适 应测量不同规格型号的电线电缆导体的直流电阻；此外，在测量导 体电阻之前，还要注意对绞合导体的校直，方法可以采用木制的榔 头轻轻敲打金属导体，尽量

9、减少导体的弯曲程度。3、选用符合精度要求的温度显示器，总误差要符合标准的要求。4、在环境温度相对稳定的状态下，试样要在环境温度下放置足 够长的时间，至少要保持16h以上。5、要选用没有外伤的金属导体测量其电阻和电阻率，一般用目 测和手感的方法；此外，在夹紧导体的时候，夹具的刀口与导体能 充分接触为宜，但不要夹得太紧，以免损伤导体试样。6、检验人员平时要多研究产品标准和试验方法标准，特别是试 验方法标准，这是我们试验的根本依据，方法不对，其结果就不对； 此外，检验人员要多动手操作试验仪器设备，如电桥、投影仪、卡 尺等等；要做到“三多三勤”，多看、多想、多写，勤学、勤练、 勤问，争取提高动手能力。

10、三、如何选择验收考核的方法对电线电缆导体的原材料进厂时应按电阻率来进行验收考核，执行标准为gb/t3953 - 2009电工圆铜线；原则上，体积电阻率 不合格的原材料导体不能投入生产。如果检验人员发现这种情况应 该及时反馈给企业的领导，要求对不合格的原材料采取严格的控制 措施，如重新退火等方法。但是当原材料导体电阻率的不符合程度 比较轻微时，仍能生产出合格的成品电线电缆来；当使用这种原材 料时，应该根据对不合格品控制的要求，办理相关的让步接受的手 续。对于成品电线电缆导体是考核其电阻的，执行标准为 gb/t3956-2007电缆的导体。如果企业用测量电线电缆导体的电 阻来对原材料进行验收，这显

11、然是不合理不正确的；因为导体的电 阻合格了，只能表明这种导体可以使用，但并不能表明该导体的电 阻率就一定能符合标准规定的要求；换句话说，其电阻率有可能是 不合格的，象本文开头描述的情况一样；企业如果这样操作，可能 会带来较大的经济损失。同样，如果用考核电阻率来验收成品电线 电缆，好象过于“苛刻”了。所以，无论是检测单位还是企业都要选择正确的方法，对成品 电缆或原材料进行检测把关，使企业能够生产出合格的电线电缆产 品。参考书目：1、gb/t3956-2007电缆的导体吴增权、朱翠珍起草，中国 标准出版社2003年出版；2、gb/t3048.2-2007电线电缆电性能试验方法金属导体材料 电阻率试验万树德等起草，中国标准出版社2007年出版；3、gb3952-2008电工用铜线坯吴增权、朱翠珍起草，中国 标准出版社2008年出版4、gb3953-1983电工圆铜线吴增权、朱翠珍起草，中国标 准出版社1983年出版注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。