CN108872707A - 一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电线电缆导体直流电阻辅助测量装置及方法，包括电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块、温湿度测量模块、底座、动力系统、控制系统和显示模块，电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块分别与底座连接，控制系统与动力系统、长度光电传感模块、直流电阻测试仪、显示模块连接，温湿度测量模块与直流电阻测试仪相连，动力系统分别与电流端夹具的电流端动力部分、电位端夹具的电位端动力部分、长度测量夹具的长度测量夹具Ⅱ上的夹紧施力结构相连，所述电流端动力部分、电位端动力部分分别与底座连接。本发明能够提高导体直流电阻测量准确度，操作方便、省时省力，降低试验材料成本，提高工作效率。

Description

一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种电缆导体直流电阻测量设备技术领域，尤其是涉及一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置及辅助测量方法。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，城市电网绝缘化、电缆化的不断推进，架空绝缘电缆和电力电缆等电线电缆的数量迅速增加，不管是日常生活用电还是工业生产用电，无不需要借助电线电缆的重要作用。因此电线电缆的性能直接关系到用户的最终用电和生产效果，而做好电线电缆的导体直流电阻检测更是重中之重。电线电缆导体直流电阻是表征电缆电气性能的重要指标之一，而导体直流电阻试验是考核导体导电性能的主要手段，准确测量电线电缆导体直流电阻对电线电缆的安全使用有着重要作用。

现有技术中，测量电线电缆导体直流电阻一般采用双臂电桥或者直流电流-电压降直接法的数字直阻测试仪器测量，并采用四端测量技术的专用测量夹具辅助测量。四端测量夹具存在以下问题：一方面，由于接触电阻是影响测量结果最主要的因素，测量的电线电缆表面始终暴露于空气中并逐渐形成氧化层，该氧化层与被测试导体的电阻率不同，电线电缆与夹具连接后，该氧化层产生的电阻随氧化层厚度、接触面积等因素变化而变化，使得测量结果不准确；另一方面，由于测量电线电缆导体直流电阻需要准确测量电位夹头之间的长度，而电线电缆不可避免的有一定的弯曲现象，需要将电缆进行拉直，但又不能有任何导致电缆导体横截面发生变化的扭曲，市场上测量电线电缆的四端测量夹具电位电极普遍固定为1米，测量长度十分有限，这就影响了长度测量的精度。

为了解决以上问题，现有技术中采取了各种措施。如对铝绞线的电流引入端采用铜或铝压接头压接，使压接后导体与接头融为一体，然后放在四端测量夹具中进行测量，这种测量方式取得了一定效果，但对试样的压接处理过程费时费力，制作效果与操作人员的熟练程度有很大关系。中国专利文献201210070556.9《电缆导体直流电阻测试装置》，采用端面电流输入法测试电缆导体直流电阻，让测试电流通过电流引线直接从端面电流输入夹具进入导体的端面，减小了导体与夹具的接触电阻，提高了测量准确性，但该装置存在以下问题：电流导入端子顶尖与电缆导体端面很难保证一一对齐，接触力也很难保持一致，容易导致个别单线未通过电流，测试不准确。中国专利文献201210401556.2《电缆导体直流电阻测试装置及测试方法》，采用提高被测样品长度和分层电流输入法来测试导体的直流电阻，减小接触电阻对测试结果的影响，提高测试的准确度，但该方法需要层层剥离露出各层导体，处理过程复杂且容易对内层导体造成损伤，在现实操作中有一定难度，另外分层电流端需要延长两端的导体长度，不适用于送样长度较短的电缆试样。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明提供一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置；本发明能够提高导体直流电阻测量准确度，省时省力，操作方便，减少试验材料成本。

本发明还提供一种电线电缆导体直流电阻辅助测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，包括电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块、温湿度测量模块、底座、动力系统、控制系统和显示模块，所述电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块分别与底座连接，所述控制系统与动力系统、长度光电传感模块、直流电阻测试仪、显示模块连接，所述温湿度测量模块与直流电阻测试仪相连，将电缆导体所处环境温湿度数据实时传送给直流电阻测试仪；控制系统为动力系统、长度光电传感模块提供控制信号，控制系统接收长度光电传感模块上传的长度电信号和直流电阻测试仪上传的测试数据，将最终数据处理结果传送给显示模块，所述动力系统分别与电流端夹具的电流端动力部分、电位端夹具的电位端动力部分、长度测量夹具的长度测量夹具Ⅱ上的夹紧施力结构相连，所述电流端动力部分、电位端动力部分分别与底座连接。

所述电流端夹具包括电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ、压接模具，所述电流端夹具设有两组，两组电流端夹具分别设于底座的两端，其中电流端夹具Ⅰ与底座固定连接，电流端夹具Ⅱ与电流端动力部分相连，电流端夹具Ⅱ支撑在底座上、可在底座上移动，所述电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ分别设有安装槽，压接模具包括模块Ⅰ、模块Ⅱ，模块Ⅰ与电流端夹具Ⅰ安装槽连接，模块Ⅱ与电流端夹具Ⅱ安装槽连接。

所述压接模具内侧为环形形状，压接模具的外侧形状设有凹槽，电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ的安装槽设有凸起，凹槽与凸起配合，所述压接模具与电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ通过凹槽与凸起配合进行定位和连接，压接模具内侧的半径与电缆的半径尺寸相匹配，压接模具采用紫铜材料制作。

所述电位端夹具设有两组，两组电位端夹具分别设于底座上靠近电流端夹具内侧的位置，所述电位端夹具包括电位端夹具Ⅰ、电位端夹具Ⅱ，所述电位端夹具Ⅰ、电位端夹具Ⅱ可在底座上沿底座上的导轨水平移动并固定，所述电位端夹具Ⅱ与电位端动力部分连接，电位端夹具Ⅱ可沿着电位端动力部分的轴向移动。

所述长度测量夹具包括平行设置的长度测量夹具Ⅰ和长度测量夹具Ⅱ，其中长度测量夹具Ⅰ与底座固定连接，长度测量夹具Ⅱ可沿底座上的导轨移动，在长度测量夹具Ⅱ上设有夹紧施力结构，通过夹紧施力结构将位于长度测量夹具Ⅰ和长度测量夹具Ⅱ之间的电缆导体压直。

所述长度光感模块设于长度测量夹具下方并与底座连接，沿长度测量夹具中间直线，光电感应一对电位端夹具间电缆导线曲线长度，并将曲线光电信号传输给控制系统。

所述动力系统采用气泵或者液压泵，电流端动力部分、电位端动力部分、长度测量夹具Ⅱ上的加紧施力结构采用气缸或者液压缸，气泵或者液压泵通过管道与气缸或者液压缸连接。

一种电线电缆导体直流电阻辅助测量方法，包括以下步骤：

1)选择与电线电缆试样直径匹配的压接模具，压接模具将安装在电流端夹具上的电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ中，将截取的电线电缆试样放置在底座上，启动长度测量夹具将电线电缆试样固定，使电线电缆试样沿夹具接触面保持平直，无弯曲；

2)控制一对电流端夹具对电线电缆试样导体进行压接处理，使压接后导体与电流端夹具模具融为一体，导体氧化层挤压破裂、又不能夹断导体；

3)控制电位端夹具与长度测量夹具紧密贴合，并夹紧电线电缆试样导体；

4)启动直流电阻测试仪，读取此时温湿度参数，测量该温度下电缆试样导体直流电阻数值R；

5)控制长度光电传感模块沿长度测量夹具中间直线，扫描一对电位端夹具间电缆试样导体长度曲线，并将曲线电信号传输给控制系统；

6)控制系统接收长度光电传感模块上传的长度曲线电信号，将信号分析处理得出电缆试样长度，根据直流电阻测试仪上传的测试数据和环境温度计算最终试验结果，并将试验结果传输给显示模块。

本发明的有益效果是：

1.采用可拆卸的电流端模具，并利用精确可控的动力作用于电流端夹具对电缆导体进行压接处理，能够有效挤压导体去除表面氧化层，避免了用铝压接头(或铜压接头)对电缆导体的压接过程，不仅提高了导体直流电阻测量准确度，而且省时省力，降低了试验材料成本。

2.由于电缆试样一般并不是一根直线，而是有一定的弯曲，需要将试样目测拉直，又不能导致试样横截面发生变化的扭曲和伸长，因此试样一般很难完全拉直，钢直尺测量的长度必然误差较大。本发明无需将电缆试样拉直，仅需要使试样沿长度测量夹具接触面保持平直，利用长度光感模块测量电缆导体曲线长度，测量长度结果更为准确。

3.本发明中电缆压接过程、长度测量过程均采用机械动力，节省了人力。试验结果处理利用数据传输和计算机程序对数据结果分析处理，提高了工作效率，缩小了劳动强度。

4.本发明的电线电缆导体直流电阻测量辅助测量装置结构简单，实用性强，解决了电缆导体直流电阻测量前期准备工作复杂繁琐的问题，操作方便。

附图说明

图1为本发明的部分结构示意图。

图2为本发明的电流端夹具的可拆卸压接模具示意图。

图3为本发明提供的测量装置辅助直流电阻测试仪测量的模块示意图。

图中，1-电流端夹具I，2-电流端夹具II，3-电流端动力部分，4-长度测量夹具I，5-长度测量夹具I，6-电位端夹具I，7-电位端夹具II，8-电位端动力部分，9-底座，10-压接模具外侧，11-压接模具凹槽，12-压接模具内侧，13-显示模块，14-控制系统，15-直流电阻测试仪，16-温湿度测量模块，17-电位端夹具，18-电流端夹具，19-长度测量夹具，20-长度光电传感模块，21-动力系统。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

参见图1-图3，一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，包括电流端夹具18、电位端夹具17、长度测量夹具19、长度光电传感模块20、温湿度测量模块16、底座9、动力系统21、控制系统14和显示模块13，所述电流端夹具18、电位端夹具17、长度测量夹具19、长度光电传感模块20分别与底座连接，所述控制系统-14与动力系统-21、长度光电传感模块-20、直流电阻测试仪-15、显示模块-13连接，所述温湿度测量模块与直流电阻测试仪相连，将电缆导体所处环境温湿度数据实时传送给直流电阻测试仪，控制系统-14为动力系统-21、长度光电传感模块-20提供控制信号，接收长度光电传感模块-20上传的长度电信号和直流电阻测试仪-15上传的测试数据，将最终数据处理结果传送给显示模块-13，所述动力系统-21分别与电流端夹具-18的电流端动力部分3、电位端夹具-17的电位端动力部分8、长度测量夹具-19的长度测量夹具Ⅱ5上的夹紧施力结构相连，动力系统-21接受控制系统-14控制信号，为电流端夹具-18、电位端夹具-17、长度测量夹具-19提供夹持动力。

所述电流端夹具18包括电流端夹具Ⅰ1、电流端夹具Ⅱ2、压接模具10，所述电流端夹具18设有两组，两组电流端夹具分别设于底座9的两端，其中电流端夹具Ⅰ1与底座固定连接，电流端夹具Ⅱ2与电流端动力部分3相连，电流端夹具Ⅱ支撑在底座9上、可在底座上移动，所述电流端夹具Ⅰ1、电流端夹具Ⅱ2分别设有安装槽，压接模具包括模块Ⅰ、模块Ⅱ，模块Ⅰ与电流端夹具Ⅰ1安装槽连接，模块Ⅱ与电流端夹具Ⅱ2安装槽连接。

所述压接模具10内侧为环形形状，压接模具的外侧形状设有凹槽11，电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ的安装槽设有凸起，凹槽11与凸起配合，所述压接模具与电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ通过凹槽与凸起配合进行定位和连接，压接模具内侧12的半径与电缆的半径尺寸相匹配，当两个压接模具内侧压紧时，电缆导体受挤压一定程度变形，导体氧化膜破裂，导体与压接模具紧密接触连接。压接模具整体采用紫铜材料制作。电流端夹具Ⅰ1和电流端夹具Ⅱ2可根据电缆直径的不同选择不同的压接模具，压接模具成对设置并可拆卸，分别安装到电流端夹具Ⅰ1和电流端夹具Ⅱ2上。

所述电位端夹具17设有两组，两组电位端夹具17分别设于底座9上靠近电流端夹具18内侧的位置，所述电位端夹具17包括电位端夹具Ⅰ6、电位端夹具Ⅱ7，所述电位端夹具Ⅰ6、电位端夹具Ⅱ7可在底座9上沿底座上的导轨水平移动并固定，所述电位端夹具Ⅱ7与电位端动力部分8连接，电位端夹具Ⅱ7可沿着电位端动力部分8的轴向移动。所述电流端动力部分3、电位端动力部分8分别与底座连接。

所述长度测量夹具19包括平行设置的长度测量夹具Ⅰ4和长度测量夹具Ⅱ5，其中长度测量夹具Ⅰ4与底座9固定连接，长度测量夹具Ⅱ5可沿底座上的导轨移动，在长度测量夹具Ⅱ5上设有夹紧施力结构，通过夹紧施力结构将位于长度测量夹具Ⅰ4和长度测量夹具Ⅱ5之间的电缆导体压直。

所述长度光感模块20设于长度测量夹具19下方、与底座9连接，长度光感模块20与控制系统14相连，沿长度测量夹具19中间直线，光电感应一对电位端夹具间电缆导线曲线长度，并将曲线光电信号传输给控制系统14。

所述动力系统21分别与电流端动力部分3、电位端动力部分8、长度测量夹具Ⅱ5上的加紧施力结构连接，为其提供动力。比如电流端动力部分3、电位端动力部分8、长度测量夹具Ⅱ5上的加紧施力结构可以采用气缸或者液压缸，动力系统21为气泵或者液压泵，气泵或者液压泵通过管道及控制结构与气缸或者液压缸连接。

本发明在使用时，所述动力系统与电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具相连，接受控制系统控制信号，为电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具提供夹持动力,动力系统可以设于底座9附近的基础上，也可以设于较远的设备房内通过管道连接，显示模块13和控制系统14可以设于设备控制机房内，具体说明如下：

电流端夹具在底座两端成对设置，电流端夹具电流引出线与直流电阻测试仪相连，压力输入端即电流端动力部分3与动力系统相连，通过一对可拆卸的压接模具将电缆线夹紧。同时电位端夹具在底座两端成对设置，位于电流端夹具之间，电位端夹具电压引出线与直流电阻测试仪相连，压力输入端即电位端动力部分8与动力系统相连，电位端夹具在底座位置可水平滑动到预定位置后能够可靠地固定。另外，所述长度测量夹具设置在底座电位端夹具之间，压力输入端及长度测量夹具Ⅱ5上的加紧施力结构与动力系统相连，通过夹紧施力结构将位于长度测量夹具Ⅰ4和长度测量夹具Ⅱ5之间的电缆导体压直。。

另外，所述长度光感模块位于长度测量夹具上方，与控制系统相连，沿长度测量夹具中间直线，光电感应一对电位端夹具间电缆导线曲线长度，并将曲线光电信号传输给控制系统。

所述控制系统与动力系统、长度光电传感模块、直流电阻测试仪、显示模块相连，为动力系统和长度光电传感模块提供控制信号，并接收长度光电传感模块上传的长度电信号和直流电阻测试仪上传的测试数据，将最终数据处理结果传送给显示模块。

所述温湿度测量模块与直流电阻测试仪相连，将电缆导体所处环境温湿度数据实时传送给直流电阻测试仪。

一种电线电缆导体直流电阻辅助测量方法，其特征在于：采用如权利要求1-5所述的电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，包括以下步骤：电流端夹具Ⅰ1、电流端夹具Ⅱ2、压接模具

1)选择与电线电缆试样直径匹配的压接模具，压接模具将安装在电流端夹具18上的电流端夹具Ⅰ1、电流端夹具Ⅱ2中，将截取的电线电缆试样放置在底座9上，启动长度测量夹具19将电线电缆试样固定，使电线电缆试样沿夹具接触面保持平直，无弯曲；

2)控制一对电流端夹具18对电线电缆试样导体进行压接处理，使压接后导体与电流端夹具18模具融为一体，导体氧化层挤压破裂，但又不能夹断导体；

3)控制电位端夹具17与长度测量夹具19紧密贴合，并夹紧电线电缆试样导体；

4)启动直流电阻测试仪15，读取此时温湿度参数，测量该温度下电缆试样导体直流电阻数值R₀；

5)控制长度光电传感模块20沿长度测量夹具中间直线，扫描一对电位端夹具17间电缆试样导体长度曲线，并将曲线电信号传输给控制系统14；

6)控制系统14接收长度光电传感模块20上传的长度曲线电信号，将信号分析处理得出电缆试样长度L，根据直流电阻测试仪15上传的测试数据R₀和环境温度t计算最终试验结果，并将试验结果传输给显示模块13。

虽然本发明已示出和描述了本发明实施例，对本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都属于本发明的上述权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，包括电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块、温湿度测量模块、底座、动力系统、控制系统和显示模块，所述电流端夹具、电位端夹具、长度测量夹具、长度光电传感模块分别与底座连接，所述控制系统与动力系统、长度光电传感模块、直流电阻测试仪、显示模块连接，所述温湿度测量模块与直流电阻测试仪相连，将电缆导体所处环境温湿度数据实时传送给直流电阻测试仪；控制系统为动力系统、长度光电传感模块提供控制信号，控制系统接收长度光电传感模块上传的长度电信号和直流电阻测试仪上传的测试数据，将最终数据处理结果传送给显示模块，所述动力系统分别与电流端夹具的电流端动力部分、电位端夹具的电位端动力部分、长度测量夹具的长度测量夹具Ⅱ上的夹紧施力结构相连，所述电流端动力部分、电位端动力部分分别与底座连接。

2.如权利要求1所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述电流端夹具包括电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ、压接模具，所述电流端夹具设有两组，两组电流端夹具分别设于底座的两端，其中电流端夹具Ⅰ与底座固定连接，电流端夹具Ⅱ与电流端动力部分相连，电流端夹具Ⅱ支撑在底座上、可在底座上移动，所述电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ分别设有安装槽，压接模具包括模块Ⅰ、模块Ⅱ，模块Ⅰ与电流端夹具Ⅰ安装槽连接，模块Ⅱ与电流端夹具Ⅱ安装槽连接。

3.如权利要求2所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述压接模具内侧为环形形状，压接模具的外侧形状设有凹槽，电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ的安装槽设有凸起，凹槽与凸起配合，所述压接模具与电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ通过凹槽与凸起配合进行定位和连接，压接模具内侧的半径与电缆的半径尺寸相匹配，压接模具采用紫铜材料制作。

4.如权利要求1所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述电位端夹具设有两组，两组电位端夹具分别设于底座上靠近电流端夹具内侧的位置，所述电位端夹具包括电位端夹具Ⅰ、电位端夹具Ⅱ，所述电位端夹具Ⅰ、电位端夹具Ⅱ可在底座上沿底座上的导轨水平移动并固定，所述电位端夹具Ⅱ与电位端动力部分连接，电位端夹具Ⅱ可沿着电位端动力部分的轴向移动。

5.如权利要求1所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述长度测量夹具包括平行设置的长度测量夹具Ⅰ和长度测量夹具Ⅱ，其中长度测量夹具Ⅰ与底座固定连接，长度测量夹具Ⅱ可沿底座上的导轨移动，在长度测量夹具Ⅱ上设有夹紧施力结构，通过夹紧施力结构将位于长度测量夹具Ⅰ和长度测量夹具Ⅱ之间的电缆导体压直。

6.如权利要求1所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述长度光感模块设于长度测量夹具下方并与底座连接，沿长度测量夹具中间直线，光电感应一对电位端夹具间电缆导线曲线长度，并将曲线光电信号传输给控制系统。

7.如权利要求1所述的一种电线电缆导体直流电阻辅助测量装置，其特征是，所述动力系统采用气泵或者液压泵，电流端动力部分、电位端动力部分、长度测量夹具Ⅱ上的加紧施力结构采用气缸或者液压缸，气泵或者液压泵通过管道与气缸或者液压缸连接。

8.利用如权利要求1-7任意一项所述的辅助测量装置测量电线电缆导体直流电阻的方法，其特征是，包括以下步骤：

1)选择与电线电缆试样直径匹配的压接模具，压接模具将安装在电流端夹具上的电流端夹具Ⅰ、电流端夹具Ⅱ中，将截取的电线电缆试样放置在底座上，启动长度测量夹具将电线电缆试样固定，使电线电缆试样沿夹具接触面保持平直，无弯曲；

2)控制一对电流端夹具对电线电缆试样导体进行压接处理，使压接后导体与电流端夹具模具融为一体，导体氧化层挤压破裂、又不能夹断导体；

3)控制电位端夹具与长度测量夹具紧密贴合，并夹紧电线电缆试样导体；

4)启动直流电阻测试仪，读取此时温湿度参数，测量该温度下电缆试样导体直流电阻数值R；

5)控制长度光电传感模块沿长度测量夹具中间直线，扫描一对电位端夹具间电缆试样导体长度曲线，并将曲线电信号传输给控制系统；

6)控制系统接收长度光电传感模块上传的长度曲线电信号，将信号分析处理得出电缆试样长度，根据直流电阻测试仪上传的测试数据和环境温度计算最终试验结果，并将试验结果传输给显示模块。