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电缆质检中导体直流电阻测量不确定度探讨

时间:2015-10-08 16:02:39
验机构,电缆导体电阻都是必须检验的项目,也是消费者(使用方)最关心的检验项目,所以都会通过测量电缆的导体电阻来考核该电缆是否符合标准要求,也就是说该电缆是否合格,

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QQ截图20151008160159.jpg验机构,电缆导体电阻都是必须检验的项目,也是消费者

(使用方)最关心的检验项目,所以都会通过测量电缆的导

体电阻来考核该电缆是否符合标准要求,也就是说该电缆

是否合格,使用方使用前需要对每芯导体电阻值进行送样

检验,只有保证每芯导体电阻值小于国家标准规定值,才

能保障运行安全。

    因此,质检机构的检测人员必须要严格地遵照国家规

定进行检验,不仅需要掌握好相关的检验技术,还需要有

分析能力,能够分析出影响检测结果的误差来源,这样才

能够保障检测数据的准确性。测定不确定度是影响测定水

平的重要指标,但是由于各种因素的影响,检测人员往往

会忽略对于不确定度的评价,这就在一定程度上影响了检

测结果的有效性与准确性。本研究对某电缆进行质量检

测,同时,对结果开展了不确定度的评价,评定结果显示,

测量结果符合国家规定的相关标准,下而就以能力验证中

某导体进行导体电阻测量不确定评定为例来分析提升检

测结果准确性的渠道,希望能够为检测人员提供帮助。

    1仪器设备与测量对象

    被测样品为1x0.75mm“的铜导线,长度共计2000mm o

    仪器设备有QJ84A型数字直流电桥、玻璃水银温度计

与D Q-II型线缆测量夹具。其中QJ84A型数字直流电桥选

择200mI2量程,档位分辨率为10},s2,准确度等级可以达

到0.2,基本误差极限为(C0.1%Rx 0.02%R} I2。玻璃水银温

度计测量范围为0-500C,分度为0.10Co DQ-II型线缆测量

夹具配备了量程为0-1000mm的钢直尺,精度为lmmo

    2测量方式

    具体测量方式如下:

    2.1环境温度与测量方式样品放置在湿度小于

75 %、温度为20℃的环境中,放置时间为24h以上,在这一

过程中,实验室温度需要控制在士1℃之内。测量时,使用温

度计来测量周围环境的温度,温度计距离墙而保持在

SOcm、距离地而为1.1m、距离样品为O.15m,测量过程不会

受到空气对流因素以及辐射因素的影响。

    2.2试验的制备方式在待测电缆中取其中1300mm

作为试样,将两端各170mm与电缆测量夹位置相连的绝

缘层或覆盖物去除,最好使用单而刀片小心用力绕电缆一

周将绝缘层剥离,避免损伤导体。

    2.3导体电阻测量方式将电桥开关打开,预热5分

钟,对电桥20mI2档进行准确度以及零位校准,同时,看电

缆与电桥测量夹具导线连接情况,看接触是否良好正确。

以上流程完成后,测量电阻值,选择好量程,本组试验量程

控制在200mI2,将试验拉直设置在测量夹具中,在拉直的

过程中避免导体出现扭曲与伸长的情况,将电桥测量键位

按下,在数值达到稳定之后,按下保持键,保持测试数据,

完成后将测量键复位。记录电阻值测试数据与测试温度,

分别用R;与t;表示,完成后,保持样品状态不变,使用电

流换向法将由于热电势与触电势引起的测量误差,将电桥

接线反接,按照如上的方式继续测量电阻值测试数据与测

试温度,详细记录。

    2.4检测结果分析将20℃环境下测量的电阻值根据

以下计算方式换算为电缆在200C,长度在lkm的电阻,具

    在上式之中,t;为测量试验温度,R;为在t;环境下,长

度为L电缆的电阻值,a},。是导体材料在20℃环境下的电

阻温度系数,本组测量样品为铜导体,因此,电阻温度系数

取0.0033930C一,。

    3导体直流电阻测量不确定度模型的建立

    不确定度与电桥测量系统、电阻夹具、温度测量以及

电缆不平直四个因素有着密切的关系,其中由电桥引起的

不确定度使用B类进行评定,由多次重复测量因素的不

确定度采用A类进行评定,由线缆长度测量引起的不确

定度采用B类评定,由测温系统引起的不确定度使用B

类进行评定。

    3.1测量不确定度A类评定分析由温度测量与多次

测量因素引起的不确定度使用A类进行评定,在该种检

验环境下,对长度为L的被测电缆导体电阻连续进行10

次测量,根据贝塞尔公式,测量过程中产生的标准差可以

用如下的计算方式进行表示:

CR};J=

\{卉叉}R}};,一卿2-R}

VIl-1一l

=2.15x 10-2}2/km

体计算方式如下:Ra},;}=

    R;

1+a2 C}-2}

x}卫00

    T

    3.2测量不确定度B类评定分析

    3.2.1电桥引起的不确定度0.05级电桥最大量程在

200m}2的情况下,其基本误差极限绝对值大于10},s2,考

虑到分辨率与误差极限都属于电桥计量的特征,两者之间

具有一些相关性,因此,在分析由于电桥导致的不确定度

时,选择基本误差极限作为不确定度的来源,那么可以得

出:u; CR)一(C0.1%瓦+0.02%R;J/、万

    3.2.2测温系统引起的不确定度由测温系统不确定

度评定引起的计算测量系统不确定度包括两种情况,第一

种就是由于温度计本身引发的测定不确定度,第二种是由

于多次重复测量环境温度引发的不确定度。从本组测量情

况来看,温度计分度等于0.1 0C,那么温度变化半宽就是

0.10C,将其极为均匀分布,这就能够得出,由于温度计测

量引起的不确定度为5.77 x 10-30C o

    由于电缆长度测量引起的不确定度包括两个部分,第

一个就是由于电阻夹具引起的不确定度,第二个是由于电

缆不平直引起的不确定度。被测导体长度由电阻夹夹口距

离决定,本研究采用的夹具长度误差为0.11mm,因此,校

准结果扩展不确定度为0.09mm o

    4结语

    根据评定结果可以得出,在4个分量中出现数量级差

别,在这其中,由电桥导致的不确定度分量是最大的,其次

分别为由测温系统、测温重复性与电缆长度测量导致的不

确定度。为了提升测定准确性,可以采取如下的措施:

    校直被测导线,在测定时,需要及时校正夹口距离,缩

短检测时间,避免由于导体通电后给测量工作造成不良影

响,此外,还要采取科学有效的措施提升电桥测量精度,避

免由于电桥测量精度给导体电阻测量结果带来不良影响。

    参考文献:

    fll周义博,万四维,曾宪文,李顺尧,钟世杰一起220kV GIS

漏气及盆式绝缘子破裂原因分析[fJl广东电力,2012 <09) .

    }2〕陈世昌,李顺尧,刘坷一起35kV户外电容器组故障分析

及预防措施[fJl.电力电容器与无功补偿,2013<0D.

    f31陈玉明,宋文.导体直流电阻测量不确定度评定研究[fJl.电


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