鋁合金電纜在直流電阻檢測時的誤判

   0.6/1kV鋁合金導體電力電纜在國內(nèi)市場上已初步得到了認可。產(chǎn)品應用大量增加的同時，也帶來了一系列和安裝有關(guān)的上游和下游的新問題。各地質(zhì)監(jiān)部門、建筑工程檢測機構(gòu)對建筑市場上的鋁合金電纜進行了產(chǎn)品抽檢。導體直流電阻檢測是電纜電氣性能的指標檢測中最重要的一個環(huán)節(jié)。對于鋁合金電纜的直流電阻檢測以哪個標準為合格指標，檢測方法與常用銅纜相比有何區(qū)別，按照常規(guī)方法檢測是否會出現(xiàn)誤判，本文就這些問題展開討論。

    鋁合金導體電力電纜的主要特點是在電工鋁中加入合金元素，同時通過工藝調(diào)整，使得鋁合金導體的機械性能大幅提高，避免純鋁導體的伸長率低、抗蠕變性能差、柔韌性差的問題，增加電纜系統(tǒng)的連接可靠性。另外，保持鋁合金的電氣性能與電工鋁導體持平，在61%IACS以上。

    鋁合金電導體的直流電阻考核指標可參考GB/T3956-2008《電纜的導體》中實心導體或絞合導體的直流電阻值。

    1997年版的電纜導體標準中雖然也允許鋁或鋁合金線作為導體材料之一，但并沒有指明鋁合金導體的直流電阻值。2008年新版標準中，除保留鋁合金線作為導體材料外，還將鋁合金導體的直流電阻值等同鋁導體，這樣給評判鋁合金導體的電氣性能提供了依據(jù)。

    很多電纜質(zhì)檢機構(gòu)的試驗室多年來檢測的絕大多數(shù)樣品均為240mm2以下的銅纜，常取試樣1.3米，一批試樣全部剝除兩端頭絕緣和保護隔離層，導體兩端處于松散狀態(tài)，電流引入采用QJ-57雙臂電橋螺栓傳動的合抱型夾具（與試驗人員的用力大小有直接影響、進而對測量結(jié)果產(chǎn)生巨大影響）。由于大截面鋁合金電纜本身的特點，兩端暴露在空氣中會很快生成致密的高電阻的氧化膜，影響測試電流在導體中均勻流過，采用常規(guī)銅纜檢測方法，得出的結(jié)果不能反映真實值。繼續(xù)采用習慣做法來檢測大截面鋁合金電纜產(chǎn)生的誤差會非常大，常常導致嚴重的誤判發(fā)生。

    出現(xiàn)問題的原因在于鋁合金導體在空氣中會迅速形成一層薄而致密的氧化膜，這層氧化膜雖然能防止氧氣對下面的鋁金屬繼續(xù)氧化起到保護作用，但其本身的電阻非常高，對于10A至50A厚的Al2O3膜的范圍為106～107歐姆。氧化膜造成連接夾具與被測試樣的接觸電阻增加；同時，由于這層氧化膜的隔絕作用，測量電流并未沿導體的所有截面均勻流過，而是沿單線成螺旋狀流動，而且處于外層單線電流密度大于內(nèi)層單線電流密度的狀態(tài)，兩個間距1米的電位電極測得其間導體的電壓差要大于電流密度均勻的電壓差，所以最終的測量值會高于實際值。

    反觀銅電纜的直流電阻測量，雖然銅的氧化膜不具有鈍化功能，隨著時間延續(xù)，氧氣會繼續(xù)對氧化膜下面的銅進行氧化腐蝕。但銅的氧化物膜電阻（通常是Cu2O）在10A至50  A厚時為0.01～0.1歐姆。測量電流在導體的全部截面均勻流過，所以測得的直流電阻值會更接近真實值。

    去除鋁合金導體的氧化膜，減小接觸電阻；改變電流引入的方法，讓測試電流均勻地流過除所有導體截面，可以大幅減小測量誤差，使測量值更接近真實值。

    國家標準GB/T3048.4-2007 《電線電纜電性能試驗方法 第4部分：導體直流電阻試驗》4.4.1 型式試驗的試驗長度中規(guī)定：“推薦采用試樣長度：導體截面（95～185mm2），取3m；導體截面240mm2及以上，取5m?！?.4.2 電流端和電位端中規(guī)定：“鋁絞線的電流引入端可采用鋁壓接頭（鋁鼻子），并按常規(guī)壓接方法壓接，以使壓接后的導體與接頭融為一體?！?

    對于試驗室檢測電纜直流電阻來說，采用鋁合金電纜端部冷壓接是一個方便操作、簡單易行、經(jīng)濟合理，又能保證結(jié)果相對精確的方法。

    試驗結(jié)果表明，電纜兩端電纜端部進行壓接，電流引入端自線鼻子引入確實能夠得到較低的直流電阻值，使實測結(jié)果更接近真實值。

    對于大截面鋁或鋁合金電纜的直流電阻檢測特別有必要按照標準規(guī)定的方法執(zhí)行。因為電纜在實際安裝和運行時，也是采用端部冷壓接之后為電力系統(tǒng)供電的。這種做法讓測試結(jié)果更接近鋁合金導體的實際電阻值。