分析影响电线电缆导体电阻测量准确性的原因

对于电线电缆产品，根据GB/T 3048.4-2007标准要求及实际检测工作，对电线电缆中导体电阻项目的原理、实验过程、影响检验结果的因素及检测中应注意的问题进行了探讨。

首先了解一下，电线电缆的导体电阻怎么计算？

电阻=长度×电阻率÷截面积，（电阻率与温度有关，没说明一般指常温）。

20℃时的铜的电阻率为0.0172(Ω·m)

由电阻率的计算公式：ρ=RS/L

ρ为电阻率——常用单位Ω·m

S为横截面积——常用单位㎡

R为电阻值——常用单位Ω

L为导线的长度——常用单位m

以下为几个影响测量结果的方面和解决办法：

一、系统误差

一般情况下，检测的样品导体电阻都远小于1Ω/m，通常采用双臂电桥和专用的四端测量夹具，再配合试样、标准电阻、检流计、变阻器、电流表、直流电源、连接线、开关、温度计等器材，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？应定期对设备进行检定或校准，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，标准电阻与试样间的跨线电阻应明显的既小于标准电阻又小于试样电阻。否则应采取适当的方法予以补偿，如引线补偿，使线圈和引线阻值比例达到足够平衡，使跨线电阻的影响降低到保证电桥准确度符合规定的要求。对夹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。

二、过程误差

过程误差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，或测量程序出错而导致的误差。GB/T 3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法 第4部分：导体直流电阻试验》标准中，对导体电阻的检测做出了明确的规定。

(1)取样。试样制备很重要，这涉及到试样表面处理，电流引入方式，夹具的型式等。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，以提高测量的准确度。截取试样的长度不小于1m，一般夹具之间的距离是1m，两个夹具20cm，所以我们一般取样应在1.4m-1.5m。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，去除表面污秽和油垢及表面的氧化层。对测量大截面的铝导体的导体电阻时，标准中有具体的要求：导体截面积(95-185)mm²，取3米;240mm²及以上，取5米；有争议时导体截面积185mm²及以下，取5米；240mm²及以上，取10米；且电流引入端应用铝压接头(铝鼻子)压接，其电位电极可采用直径约0.1mm²的软铜丝在绕线外紧密缠绕1-2圈后打结，防止松动。

(2)检测。在检测前，试样应在试验环境中要放置一定的时间，以达到全部导体温度与环境平衡。也可将导体试样浸入可以控制的液体槽内(如精密油浴)，到少浸入1h后测量。建议检测时由一人测量，并且要在较短的时间完成检测，使得检测前后的温度变化不大于1度。可以对电线电缆的电阻值尽可能估计准确也可以参考标准相对应的规格型号的导体电阻要求值作为预设值，以减少检测用时间。这样可以减小试样发热或人体散热导致房间温度升高引起的误差。在测量小电阻时(小于0.1Ω)，可以采用电流换向法，分别读取一个正向读数和反向读数，取算术平均值。这里的换向，并不是把电缆两端调换一下，而是只调换电流输入端子，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，因为大电流容易使导体快速升温，导致测量误差。

三、环境误差

标准对于导体电阻测量时外部环境的要求也非常严格，我们应有效控制在国家标准规定的检测该参数允许波动范围内，也就是检测过程中，只能在1℃的范围内波动。GB/T 3048.4-2007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室，如果没有这个条件，那么要考虑空气流动度较小，相对封闭，湿度不易过大的房间。对于温度控制设备的要求就必须高，建议采用调频双温空调。温度计的精确度要达到要求，标准规定其能精确读取到0.1℃，而且所使用的温度计必须定期进行计量检定或校准。温度计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16小时，以保证试样温度和试验环境温度的一致，避免热辐射和空气对流的影响。

四、人为误差

导体电阻试验的检测人员应通过相关标准的培训，并经考试合格，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，能够熟练掌握导体电阻测量的作业指导书，在读数时应认真细致，尽量避免人为误差。必要时，我们可以采取多人比对的方式来确定导体电阻测量值。电阻测量值应按GB/T 3956-2008规定的公式和系数校正到20℃下1km长度的数值。计算结果首先应符合有效数字位数的运算法则，更重要的还应取决于测量系统的误差，并不能仅按产品标准来确定。

在GB/T 3048.1-2007标准中指出，按标准要求进行检测，其目的是使试验结果具有较好的重复性和再现性；使试样在实施试验前和试验中，因环境条件引起的性能变化，能被限制在确定的和一致的条件范围内。误差是肯定存在的，只要尽量把误差控制在一定的范围内，就能使测量值更接近真值。