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電力冷知識:為什么4平方電線能通過的電流不是1平方的4倍?

通常情況下,當在線路進行施工的時候,往往會碰見對線路的截面積進行選擇的問題。學電力那么久,大部分人都清楚電線截面積與通過它的電流成正比的關系,也就是說電流會隨著截面積的擴大而越來越大。我們知道截面積為4平方的電線是截面積為1平方的四倍,但是為何通過后者電流的四倍與通過前者的電流卻不相等呢?究其背后的緣由對我們日后在線路...

2020.12.10

通常情況下,當在線路進行施工的時候,往往會碰見對線路的截面積進行選擇的問題。學電力那么久,大部分人都清楚電線截面積與通過它的電流成正比的關系,也就是說電流會隨著截面積的擴大而越來越大。我們知道截面積為4平方的電線是截面積為1平方的四倍,但是為何通過后者電流的四倍與通過前者的電流卻不相等呢?究其背后的緣由對我們日后在線路施工與設計過程中,正確選擇電線截面積有很大的幫助。

一、單根導線載流量

清晰地看到導線的載流量會隨著線路截面積的增大而增大。表中明線安裝與銅線安裝之間的載流量也不盡相同,前者要比后者的載流量高出許多。還有就是鋼管穿線與塑料管穿線的載流量也不同,前者比后者多。

除此之外,載流量的變化與截面積的變化不是相等的變化,也不是倍數的關系。表中當銅線導線的截面積為1平方的時候,載流量為17安。我們可以很清楚的看出當截面積為4平方的時候,它的載流量并不是前者載流量的四倍。

說到這里有的小伙伴又好奇了,為何相同的導線在不一樣的環境與情況下,通過它們的載流量卻不盡相同呢?要想解答這個疑問就得從哪些因素會對載流量會產生影響談起。

二、影響導線載流量的因素

通常情況下,影響載流量的因素有兩個,分別是發熱與散熱。拋開其它我們從理論上說,當電線的發熱速遞慢于散熱速度的時候,電纜就不會發熱起火。這里又有人問路,哪些因素會影響導線的發熱與散熱呢?

1. 影響發熱的因素

對導線發熱產生影響的因素不止一個,比如通過導線的電流大小、外部絕緣層、它自身的材料等,此外還與導線的排布方式,以及截面積有很大的關系。

2. 影響導線散熱的因素

同樣地,導線的散熱也與多種因素相關,如導線自身所處環境的氣溫、導線的編排方式等。

因此,當我們需要對電線的載流量進行預估和計算的時候,一定要綜合考慮各方面的影響因素。

接下來我們對各方面因素對電線載流量進行系統分析:

1. 材料

我們最常見的導線材料分別是銅制的和鋁制的,前者的電阻率與后者相比要小得多。換句話說就是鋁制導線比銅制導線要更容易發熱,并且可以通過的電流要少得多。

b. 截面積

由于導線截面積大的導線比截面積小的導線電阻要小得多,所以它的載流量要大得多。這里你只要知道在不考慮其它因素的情況下,電線截面積越大,那發熱就越小,它可以通過的電流也就越多。

c. 排布

因為當電線只要一接通電之后,它就會產生磁場,磁場會在導線上感應出渦流,這就是為什么導線的編排方式也會對導線的發熱造成影響的原因。一般情況下,一字排列的導線載流量大于雜亂排列的,但是也小于品字排列的。

d. 敷設形式

明線敷設比穿管散熱要好,鋼管穿線比塑料管穿線散熱要好;所以它們載流量從大到小依次是:明線>鋼管穿線>塑料管穿線

e. 絕緣皮

不同導線的絕緣層耐熱溫度是不一樣的。

總結

綜上所述,我們可以做一個總結,電線的安全載流量主要和發熱、散熱有關。導線載流量會隨著截面積的增加而增加,但是不會成倍數增加。另外,平時我們在選用的過程中,除了要牢記載流量表以外,還需要考慮環境溫度、敷設形式、電線排布、電線耐熱溫度等情況。還有人可能會提到“集膚效應”,但集膚效應主要體現在高頻電路和大導線上,對于我們常用的工頻和小導線幾乎可以忽略。


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