(1)導(dǎo)線規(guī)格

在國標《GB/T3956-2008 電纜的導(dǎo)體》中，我們能看到國家對電纜導(dǎo)線的截面積進行標準化。按照國標規(guī)定，標稱的電纜導(dǎo)線規(guī)格如下(單位mm2)：

0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200…再往上還有2000、2500等。

導(dǎo)線截面積的大小以及絕緣方式等決定了導(dǎo)線的最大載流量。并且導(dǎo)線在不同溫度時單位長度的電阻值是不一樣的，往往電阻是隨著導(dǎo)線溫度的提升而增大。

(2)電流密度

電流密度，一個度量導(dǎo)線截面積上電流分布的量的參數(shù)。用符號J表示，單位是A/m2。電流密度是表示某電電流強弱和方向的量，電流密度的方向與電流方向相同。

電流密度表達式：J=I/S

電流密度是體現(xiàn)導(dǎo)線載流量大小的一個重要參數(shù)，將公式J=I/S反過來就得到I=JS，即電流等于電流密度與導(dǎo)線截面積的乘積。因此想要增加導(dǎo)線的載流量必須從增大電流密度和增加截面積入手。

不同的材料的電流密度取值不同，銅導(dǎo)線的電流密度可以取得比鋁導(dǎo)線高些。同時導(dǎo)線的截面積越大時，受散熱因素與趨膚效應(yīng)影響，電流密度的取值也要越小。

(3)電流的趨膚效應(yīng)

當導(dǎo)體中通過交流電時，導(dǎo)線內(nèi)部的電流分布并不是我們想象的均勻分布，而是在導(dǎo)線的外層電流分布密集，在導(dǎo)線的中心電流分布稀疏，這就是電流的趨膚效應(yīng)。

電流頻率越大的導(dǎo)線，趨膚效應(yīng)越明顯。

頻率變化與趨膚效應(yīng)圖示

趨膚效應(yīng)通俗的講就是說電流都趨向于在導(dǎo)線的“皮膚”上。

趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)線的電流在越表面時電流越大，從而導(dǎo)致了導(dǎo)體的電阻增大，增加的功率損耗。

趨膚效應(yīng)的存在相當于導(dǎo)線的實際截面積減小了，并且趨膚效深度使截面積越大的導(dǎo)線受趨膚效應(yīng)的影響越明顯，這也是截面積越大的導(dǎo)線電流密度不能取大的一個重要原因。

(4)什么是載流量

導(dǎo)線的載流量通俗的說就是某一根電纜能夠承載的電流最大值。導(dǎo)線的載流量一般由導(dǎo)線材質(zhì)、散熱環(huán)境、導(dǎo)線大小三個因素決定。

不同材質(zhì)的導(dǎo)電能力不同。目前主流的導(dǎo)線材質(zhì)有銅、鋁以及銅鋁的合金材料等，在某些特殊高要求領(lǐng)域還會用到銀、金、鉑等的合金材料作為導(dǎo)線。

裸露在外的導(dǎo)線是危險的，為了絕緣，往往會在導(dǎo)線的表面上加裝一層絕緣材料，有些導(dǎo)線還有加裝屏蔽層、多層絕緣等。由于絕緣層的存在使得導(dǎo)線無法與空氣直接接觸，降低了導(dǎo)線的散熱效果，同時絕緣層的耐熱等級也限制了導(dǎo)線的電流不能過大。

限制導(dǎo)線的載流量過大，是為了防止導(dǎo)線嚴重過熱，同時也防止絕緣層被破壞，影響導(dǎo)線壽命。

下圖是國標GB/T12706.1-2008中截圖，PVC絕緣材料在不同規(guī)格導(dǎo)線、不同電壓下的絕緣厚度。

(5)電流載流量的取值

對于裸露的鋁導(dǎo)線有以下口訣：

十下5,百上2,二五三五43界,70,95兩倍半。穿管溫度8,9折，裸線加一半，銅線升級算。二點五下乘以九，往上減一順號走。

口訣的解釋網(wǎng)上有許多，這里不再累述。現(xiàn)在分享給大家一個我個人對不同導(dǎo)線規(guī)格的載流量統(tǒng)計記錄表。

以下圖片是個人經(jīng)驗總結(jié)，與口訣有些差異。有出入的煩請指正。

(6)總結(jié)

1、導(dǎo)線電纜的阻值隨著溫度的增加而增大

2、電流密度是有方向的量，它等于導(dǎo)線電流除以截面積。隨著導(dǎo)線截面積的增大，電流密度取值越小。

3、導(dǎo)線的頻率越大趨膚效應(yīng)就越嚴重，趨膚深度使導(dǎo)線的截面積越大受趨膚效應(yīng)的影響越大。

4、增加導(dǎo)線載流量的方法：加大導(dǎo)線截面積、增加散熱、用導(dǎo)電好的材質(zhì)。

—《END》—

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總結(jié)

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