非圆形导体电阻的多种测试法比较

非圆形导体电阻的多种测试法比较

卢剑锋

广东产品质量监督检验研究院510670

摘要：通过对普通铜夹具、导电液电极、导电膏、端面电流夹具及导电银浆电极五种测试方法比较，探寻最适合非圆形导体的直流电阻测试方法。

关键词：导体直流电阻；非圆形导体电阻测试；异形导体电阻测试

0引言

导体是电线电缆必不可缺的重要功能性组件，目前常见的电线电缆标准对于导体的考核基本只针对导体的电阻值，配电箱用的母铜线、铝合金线材也有电阻值要求，因此对于非圆形导体的导体电阻值测量非常重要。常见的导体直流电阻测试设备QJ34、QJ36、QJ57、PC36等，多采用双臂式夹具，夹具的导体夹头多为半月形或者直角、菱形，这些形状的夹具对于圆形、椭圆形导体可以很好的夹持和测试，但是对于非圆形的导体就很难进行准确测试。本文通过对于多种形状的导体进行多种方式的测试，作出统计和对比，方便选择出最合适于非圆形导体的测试方式和设备。测试条件满足GB/T3048.4-2007，测试设备选取PC36C型数字式导体电阻测试仪，测试环境20±0.5℃，湿度65%。测试的样品选择“工”字形状的铝合金，长方形的母铜线，正方形的铝合金，中空铜管，半月形铜导体等五种。

1、测试方式的选择

1.1普通铜夹具

普通导体电阻夹具是指目前市面上最常见的夹具及夹头，双臂电桥夹具，夹头为直角。测试的标准为GB/T3048.4，电流、电位夹口对于圆形、椭圆形导体可以很好地夹持，但是遇到其他形状的导体，就很难做到夹持稳固，更谈不上精确测量。

1.2导电液电极

使用自来水作为导电液，可以用作电流端的使用要求，电位则使用直径为1mm的圆形铜线绕导体1圈，静置24h后的自来水测得导电率为2.2╳10-2S/m，自来水装在圆形烧杯中使用。

1.3导电膏

使用上海锐鹰DDG-A高效电接触导电膏作为电流端，电位端使用直径为1mm的圆形铜丝。

1.4端面电流夹具

使用端面电流输入夹具，该夹具有利于测试大截面的异形导体，通过导体顶压接触棒的形式进行测试，详见金金元的文章《大规格异性紧压导体直流电阻的测试》。

1.5导电银浆电极

使用导电银浆笔画出电位电极，将电位连接线贴附在画好的导电银浆上，电流端则使用直径1MM的铜丝多层缠绕。

2、实际测试结果及分析

2.1实际测试

实验选择3种形状的铜导体和3种形状的铝合金导体（分别为正方形、环形、和工字形，截面分别为50mm2和300mm2），实验样品均为1.5米长，铜导体电位端间距为1米（正负偏差1mm），铝合金导体电位端间距为5米（正负偏差1mm），温度保持在20±0.1℃，湿度50%，样品均恒温超过2小时。铜导体样品测试结果见表1，铝合金导体样品测试结果见表2。

表1铜导体导体电阻测试表

表2铝合金导体导体电阻测试表

2.2测试结果分析

从实验结果可以得知，5种测试方法在测试铜导体与铝导体时，变化的波动都是有规律的，但是与铜材料或者铝材料本身差异无关，正方形时都比较稳定。在测试环形导体时端位电流夹具会与其他测试方式偏离较大，经过分析判断，认为在测试环形导体时，因为端位的接触电极较粗，且间距较大，不能很好地接触环形的导体，无法准确测试，同理也不适用于工字形导体。

而普通铜夹具在测试工字形导体时，测试值也比其他测试方式偏大，经过判断分析，也是因为铜夹具的直角夹口不能很好地固定夹持工字形导体，导致电流、电位都不能有有效接触。

从表1和表2可见，导电液、导电膏、导电银浆三种非固定式的电极在进行不同形状导体的测试中都有较为均衡的表现，偏差不超过2%，但是固定式的铜夹具和端位电流夹具偏差则相当大，严重偏离实际值。

在日常应用中，导电液的使用较为不便，尤其是在移动场合，由于地心引力的作用，导电液只能装在容器中，让导体从上方浸入导电液进行测试，而且导电液选取也比较重要，酸性碱性导电液都容易腐蚀导体，只能选取中性导电液，同时导电液也需要时常更换，保证其效用。导电膏则比较好，本身是像泥浆一样的膏状，可以垂直地面放置测试，导电膏也可以较为长期的重复使用，不容易变质，而且导电的均匀性和稳定性也有一定保障。导电银浆则难以推广应用，如果仅用于电位电极，虽然使用较为方便，但是成本较高，每支导电银浆用于1条导体两端就用完，每支7元，切不可回收重复使用。

3、结论

本文仅选取较为常见的几种测试材料和工具，对不同的形状进行测试，有助于对类似问题的解决方案提供数据支持，随着科技发展，更多新材料、新技术的应用将会很大程度地改变测试条件，包括石墨烯、超导、导电凝胶等，通过不断地进行科技提升，为探寻材料导电性能测试的真值不断靠近。

参考文献：

[1]陆正荣，铝交合导体电阻测试误差的探讨，光纤与电缆极其应用技术，2013年第2期

[2]何云平，论水浴法测试导体电阻，首届云南省科协学术年会论文集2011年

[3]金金元，大规格异性紧压导体直流电阻的测试，光纤与电缆及其应用技术，2013年第2期

[4]GB/T3048，电线电缆电性能实验方法