关于大截面铝导体电阻不合格的原因分析
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大截面铝导体电阻不合格分析
经调查近两年铝导体电阻试验分析表明：大截面铝导体电阻一直以来处于不合格状态，即使是按国标生产。
表公司两年内生产铝芯导体的电阻检验记录
规格型
号检验标准标准要求
Ω/km 20℃导体电阻率Ω/km 检验日期
*既不
合格
BLV185 JB 8734.2-97 ≤0.164 0.251 08.10.22 *
BLV 185 JB8734.2-98 ≤0.164 0.181 09.1.05 *
BLV 150 JB8734.2-98 ≤0.206 0.24 08.9.7 *
BLV 120 JB8734.2-98 ≤0.253 0.277 08.11.21 *
BLV 240 JB8734.2-98 ≤0.125 0.173 09.2.26 *
BLV 120 GB/T3956-08 ≤0.253 0.257 09.7.28 *
BLV 240 JB8734.2-98 ≤0.125 0.126 09.7.21 *
BLV 25 JB8734.2-98 ≤1.20 1.19 09.7.19
VLV 70 GB/T12706.1-02 ≤0.443 0.408 09.5.27
VLV 35 GB/T12706.1-02 ≤0.868 0.87 09.5.22 *
BLV 120 JB8734.2-98 ≤0.253 0.271 0.261 0.285 09.5.18 *
BLV 240 JB8734.2-98 ≤0.125 0.156 09.5.3 *
BLV 150 JB8734.2-98 ≤0.206 0.229 09.4.29 *
BLV 120 JB8734.2-98 ≤0.253 0.261 09.4.28 *
BLV35 JB8734.2-98 ≤0.868 0.827 09.4.27
BLV 240 JB8734.2-98 ≤0.125 0.128 09.11.28 *
BLV150 JB8734.2-98 ≤0.206 0.227 09.11.30 *
BLV120 JB8734.2-98 ≤0.253 0.257 09.12.10 *
BLV 185 JB8734.2-98 ≤0.164 0.168 09.12.10 *
BLV185 JB8734.2-98 ≤0.164 0.177 09.12.09 * 根据上表公司两年内生产铝芯导体的电阻检验记录可以看出，大截面铝芯导体70mm2以上电阻没有合格的出现，由此可见此问题的严重性，根据公司现实情况判断造成铝芯绞合导体不合格的原因主要有两方面：单丝质量差与测量电阻方法不合理。
单丝质量
公司使用老化的储线式铝拉机，本身就有缺点再加上退火环境，
润滑油及模具等方面的影响造成单丝表面质量差，包括油污、粉屑、氧化都会导致电阻增大，致使大截面导体电阻不合格。
非滑动式拉制工艺。公司铝拉丝设备为储线式拉丝机，模具润滑是单盒润滑，油温升温快，油温高，润滑条件差，容易造成单丝拉小，表面质量差。可以移植铜线滑动式拉丝机技术，滑动式与之相比具有速度快、产量高、劳动强度低无污染、表面光亮等优点。可满足大截面导线的要求。
绞合过程中的过线模。过线模的材质一般为木质、胶木质、工程塑料和陶瓷及钢质。前两种的效果好，但不耐磨，更换频繁，陶瓷的硬度高，耐磨性好，但易碎；钢质模子耐磨性差，易起槽一般不用。目前最长用的是工程塑料，其效果很好，但发热容易磨损，要经常定时清洗穿线模内的油污积垢，保持内空的光洁。
导体表面的深灰色斑点影响。产生原因可归纳为以下几点：
1润滑油的作用拉丝油中含有少量的动物油脂，在拉丝工作区温度可达200℃以上，油脂在高温下容易产生分解和氧化反应，并有残留物附着在导体表面，在一定的条件下，残留的油脂会产生氧化反应，形成色斑。
2 铝粉的作用拉制过程中由于铝线与模具的滑动摩擦，将产生
少量的细小粉末。粉末量取决于模具表面的光洁度。粉末产生后大部分沉淀，少量会随拉丝油附着在导体表面带出拉丝模与空气接触。附着在导体表面的粉末部分干燥后漂浮在空气中，部分继续黏附在导体表面。由于经过高温粉末已被氧化，这种
氧化一直在导体存储过程中进行着，在一定的湿热条件下，粉末会缓慢的变成深灰色，好像导体运行3个月后的表面一样。
3 大气与微生物大气中含粉尘，有的有硫化物等在一定条件下
与导体发生氧化反应产生色斑，同样微生物也会把导体表面油脂腐蚀，产生色斑。解决方法如下：
1．采用具有良好润滑和清洗作用的润滑油。
2. 拉丝润滑油要过滤。保持润滑油的清洁，避免将铝粉末带到
导体表面。
3. 对拉丝后的铝单线清洗。单线拉丝后通过一个清洗装置，将
铝线表面的残余物全部清洗干净，可以彻底防止铝线表面产生色斑。
大截面铝芯绞合导体测量
使用电工铝和单线直径符合标准的铝单线制成的大截面铝绞线，在GB/T3048-2007规定测量电阻时，其实测值往往大于标准规定，造成误判，影响测量准确性的因素有夹具形状、夹紧力、电流引入方式、试样端头处理等。
夹具形状：采用目前已经普遍使用的合抱型专用夹具。
夹紧力:如果大截面铝导体的端部不进行处理，其测量数据与夹紧力有非常大的关系。合抱型专用夹具的电流夹头是以螺杆传动联合抱紧试样的，拧紧螺杆用人力的大小直接影响到夹头的夹紧力，并对测量结果产生重大的影响，下表是一组研究数据：
表夹紧力对绞合电阻的影响（单位：μΩ/m，试样长：1.3）
圆形绞合导体截面真实值各夹紧力下实测值
最紧较紧松动* 铜芯185 98.7 99.99 101.97 98.8～103.7 铝芯300 94.0 103.8 106.0 98.8～168.9 铝芯240（扇形）119.6 121.0 111.8 100.6～165.6 铝芯185 153.5 187.5 180.4 131.1～192.5 铝芯150 196.8 239.1 236.1 186.1～251.8 铝芯150 192.2 230.6 238.5 178.9～291.0 铝芯95 316.2 399.7 398.8 373.8～423.6 铝芯70 436.5 438.4 476.1 426.2～664.6
*松动——可使样品顺轴转动
从该表中数据看，夹紧力对铜绞线电阻的影响很小，而对铝绞线影响较大，这是由于夹紧力直接改变了被测导体与电位电极的接触电阻和被测导体与电流电极的接触电阻的缘故。从表中还可以看出当夹紧力较松时，可以测得很低的电阻，此值换算成铝的导体电阻率竟然只有0.02414Ωmm2/m(标准要求是：0.022800Ωmm2/m)，仅为标准电阻率的86％，这显然是十分荒谬的。原因是由于绞线与电流夹头不均匀接触，而且各单线表面都包裹着一层有电阻很大的氧化铝膜，导致测量电流在绞线的各单线中极不均匀的分布，位于绞线外层的某些单线只分配到极少的电流，其电位差当然很低。要使测量正确，不仅要求电流电极能与被测试样紧密、均匀地接触。而且要求电位电极也能紧密而且均匀与被测试样接触。而合抱型的专用夹具往往很难做到这一点。必须对电流的引入方式作改进。
电流引入方式：经研究下列方式可以解决上述问题，采用标称截面与试样相同的铝压接头（铝鼻子），并按常规压接工具压接，以保证压接后的导体与接头融为一体，使铝鼻子内的绞线各单丝表面的氧
化膜破裂，端头被压成紧密接触的实体，使铝鼻子与绞线、绞线内的单丝与单丝间的接触电阻大大减小，电流从铝鼻子上电流接线端直接引入，于是电流能均匀的分配到各单线中。另外研究表明：在绞线两端电流引入处附近加压一个铝环，就能起到均匀电流的作用。如把均流环加到两电位电极之间，则会加大被测导体的截面，从效果上看均流环夹在电流电极与电位电极之间最有效果，加在两电流电极之外效果差些，距电流电极越远，效果越差。
试样端头处理：大截面导体试样两端必须压铝鼻子，压接前如果端头污染或表面严重氧化，应用5％的稀盐酸加少量洗洁精浸泡5分钟，再用清水将端头内的酸洗净。铝鼻子必须与绞线紧密配合，对扇形线芯更需周密，以保证压接后的导体能融为一体。电位电极制作最好用直径0.7～1.0mm的软铜线在绞线外紧密绕两圈。它与鼻子端的距离不得小于试样周长的1.5倍。
综上分析，铝芯导体电阻不合格与电阻测试方式有很大关系，铝线的表面问题也需解决，这二者解决后，大截面铝芯导体电阻不合格问题也就迎刃而解。
参考文献：
1.大截面导线制造质量控制要点【J】。於国良著。
2.电线电缆检验标准【M】.王卫东著