補償導線詳解

1 結構及定義

熱電偶補償導線簡稱補償導線，通常由補償導線合金絲、絕緣層、護套、屏蔽層組成。在一定溫度范圍內（包括常溫）、具有與所匹配的熱電偶的熱電動勢的標稱值相同的一對帶有絕緣層的導線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產生的誤差。

熱電偶與測量裝置之間使用補償導線，其優點有二：1.改善熱電偶測溫線路的物理性能和機械性能，采用多股線芯或小直徑補償導線可提高線路的撓性，是接線方便，也可調節線路電阻或屏蔽外界干擾；2.降低測量線路成本，當熱電偶與測量裝置距離很遠，使用補償導線可以節省大量的熱電偶材料，特別是使用貴金屬熱電偶時，經濟效益更為明顯。

2 術語及符號

2.1 延長型補償導線

延長型補償導線又稱延長型導線，其合金絲的名義化學成分及熱電動勢標稱值與配用的熱電偶相同，用字母“X”附在熱電偶分度號之后表示，例如“KX”表示K型熱電偶用延長型補償導線。

2.2 補償型補償導線

補償型補償導線又稱補償型導線，其合金絲的名義化學成分與配用的熱電偶不同，但其熱電動勢值在0-100℃或0-200℃時與配用熱電偶的熱電動勢標稱值相同，用字母“C”附在熱電偶分度號之后表示，例如“KC”。不同合金絲可以應用于同一分度號的熱電偶，并用附加字母區別，如“KCA”、“KCB”。目前使用不多。

2.3 允差

熱電偶補償導線的允差是由于測量系統中引用了補償導線而產生的zui大偏差，該值用微伏表示，其允差的大小分為精密級和普通級兩種。

2.4 符號

S——表示熱電特性為精密級補償導線。普通級補償導線不標字母；
G——表示一般用補償導線；
H——表示耐熱用補償導線；
R——表示線芯為多股的補償導線。線芯為單股的補償導線不標字母；
P——表示有屏蔽層的補償導線；
V——表示絕緣層或護套為聚氯乙烯材料（PVC）；
F——表示絕緣層為聚四氟乙烯材料；
B——表示護套為無堿玻璃絲材料。

3.4 結構形式

3.4.1補償導線的線芯型式分為單股線芯和多股線芯兩種，線芯股數列于表2。

3.4.2絕緣層、護套、屏蔽層

一般用補償導線的絕緣層和護套是以聚氯乙烯為主體材料；耐熱用補償導線的絕緣層是以聚四氟乙烯為主體材料，護套是以聚四氟乙烯或無堿玻璃絲（表面應涂有機硅漆或聚四氟乙烯分散液燒結）為主體材料。

屏蔽層采用鍍錫銅絲或鍍鋅鋼絲紡織或用復合鋁（銅）帶繞包。

一般用補償導線的絕緣層表面應平整、色澤均勻、無機械損傷；絕緣層厚度允差為表稱厚度的負10%，zui薄處的厚度應不小于標稱值的90%減0.1mm；絕緣層應經受交流50Hz，電壓為4000V的火花實驗不擊穿，實驗機的運行速度應保證絕緣層每點經受電壓作用時間不小于0.1s。

耐熱用補償導線絕緣層厚度允差為標稱值厚度的負20%，zui薄處的厚度應不小于標稱值的90%減0.1mm，絕緣線芯外徑允許局部放大，但粗大處外徑不應超過zui大外徑值。

4.1.3護套

凡用聚氯乙烯或聚四氟乙烯作護套，其護套應緊密包在線芯的絕緣層上，絕緣層與護套不粘連，表面應平整，顏色均勻。

護套厚度的允許偏差為標稱值厚度的負20%，zui薄處的厚度應不小于標稱值的80%。用玻璃絲紡織的護套，其編織密度應不小于90%。

4.1.4屏蔽層

編織密度不小于80%，斷頭處經銜接后應修剪整齊；復合鋁（銅）帶應緊密貼在絕緣層上，不易松脫；屏蔽層的厚度不得大于0.8mm。

4.2 絕緣電阻

當周圍空氣溫度為15-35℃，相對濕度不大于80%時，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每10米不小于5MΩ。

4.3 物理機械性能

一般用補償導線的絕緣層和護套的物理性能和老化性能應符合表5規定。

4.4 耐熱性能

耐熱用補償導線應經受220±5℃歷時24小時耐熱性能試驗后，立即將試樣在5倍其直徑的圓柱體上彎曲180度后應表面無裂紋，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每米不小于25MΩ。

4.5 防潮性能

耐熱用補償導線應經受環境溫度40±2℃，相對濕度95±3%，歷時24小時防潮性能試驗后，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每米不小于25 MΩ。

4.6 低溫卷繞性能

一般用補償導線應經受-20℃的低溫卷繞試驗后，用目力觀察卷繞在試棒上的試樣的絕緣層應無任何裂紋。

表1

名稱
 型號
 配用熱電偶
 分度號
 
銅-銅鎳0.6補償導線
 SC或RC
 鉑銠10-鉑熱電偶
鉑銠13-鉑熱電偶
 S或R
 
鐵-銅鎳22補償導線
銅-銅鎳40補償導線
鎳鉻10-鎳硅3延長型導線
 KCA
KCB
KX
 鎳鉻-鎳硅熱電偶
 K
 
鐵-銅鎳18補償型導線
鎳鉻14-鎳鉻硅延長型導線
 NC
NX
 鎳鉻硅-鎳硅熱電偶
 N
 
鎳鉻10-銅鎳45延長型導線
 EX
 鎳鉻-銅鎳熱電偶
 E
 
鐵-銅鎳45延長型導線
 JX
 鐵-銅鎳熱電偶
 J
 
銅-銅鎳45延長型導線
 TX
 銅-銅鎳熱電偶
 T
 
鎢錸3/25補償型補償導線
鎢錸5/26補償型補償導線
 WC3/25
WC5/26
 鎢錸3-鎢錸25
鎢錸5-鎢錸26
 WRe3-WRe25
WRe5-WRe26
 

表2

線芯型式
 線芯標稱截面mm2
 線芯股數
 合金絲直徑mm
 
單股線芯

 
 0.2
0.5
1.0
1.5
2.5
 1
1
1
1
1
 0.52
0.80
1.13
1.37
1.76
 
多股線芯

 
 0.2
0.5
1.0
1.5
2.5
 7
7
7
7
7
 0.20
0.30
0.43
0.52
0.41
 

注：鎢錸3/25、鎢錸5/26補償導線的線芯標稱截面沒有0.2mm2的規格。

表4

使用分類
 線芯

標稱截面mm2
 絕緣層

標稱厚度mm
 護套

標稱厚度mm
 補償導線zui大外徑mm
 
單股線芯
 多股軟線芯
 
一般用
 0.2

0.5

1.0

1.5

2.5
 0.4

0.5

0.7

0.7

0.7
 0.7

0.8

1.0

1.0

1.0
 3.0*4.6

3.7*6.4

5.0*7.7

5.2*8.3

5.7*9.3
 3.1*4.8

3.9*6.6

5.1*8.0

5.5*8.7

5.9*9.8
 
耐熱用
 0.2

0.5

1.0

1.5

2.5
 0.4

0.4

0.4

0.4

0.4
 0.3

0.3

0.3

0.3

0.3
 2.3*4.0

2.6*4.6

3.0*5.3

3.2*5.8

3.6*6.7
 2.4*4.2

2.8*4.8

3.1*5.6

3.4*6.2

4.0*7.3
 

表5

應用分類
 物理機械性能
 老化性能
 
抗拉強度N/mm2
 伸長率%
 濕度%
 時間h
 強度變化率%
 
-20~70℃

-20~100℃
 ≥12.5

≥12.5
 ≥125

≥125
 80±2

135±2
 168

168
 ±20

±25