电线电缆导体电阻和电阻率的分析

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）—450/750v1× 2.5mm2 测量电阻时,环境温度为20℃,导体直径为1.78 mm，导体直流电阻为7.35ω/km,完全符合gb/t3956–1997的标准要求,即不大于7.41ω/km;如果按照这些数据计算下来,该导体的电阻率应为0.018375ω·mm2/m,这显然不符合

gb/t3953 –2009标准中要求的不大于0.017241ω·mm2/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20℃、截面为1mm2 、长度为1m时，其电阻值为0.017241ω；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：“20℃温度时，国际退火铜体积电阻率是1/58=0.017241ω·mm2/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20℃的体积电阻率为

0.01690ω·mm2/m,则说明该铜导体的质量是相当好的了；如果测得铜导体20℃的体积电阻率低于0.01690ω·mm2/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±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±0.04%,温度引起的总误差应不大于±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±1℃。测量环境温度时，温度计应离地面至少1m，离试样应不超过1m，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，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。

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