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有三个电工爱好者在一起讨论一平方的电线到底能最大跑多少电流。 张三是个水电工，不假思索张口就说：“一平方只能跑5个电流，师傅就是这么教的！不要问为什么，就是这样的！” 李四是个文化人，翻了翻电工手册载流量表，才慢条斯理的说：“表格上说一平方能跑10个电流，书上说的没错！” 王二麻子爱抬杠，拎着他俩来到一个22千瓦搅拌机器前，取下保险座，发现里面的熔丝是用1平左右的铜丝代替的，然后理直气壮的说：“事实摆在这里，你俩都错的，一平方电线跑上40个电流都没问题的。” 到底谁是对的呢？ 下面听电小二哥来讲： 电工刚入行者经常会有这样的疑问：“1平方的电线最大到底能跑多少电流啊，怎么算出来的？”这里先澄清一下，这个最大允许长期运行电流不是算出来的，也无法计算，是前辈们做实验得出来的，然后呢，他们记录成一张表流传下来，我们选型时只需要查表就行了。但由于芯数，铺设方式，绝缘材料等等各种不同的使用条件，这个表格很复杂(上百页的表格)，所以有一些简化口诀可以作为我们平常的简单和使用。比如下面常见的两个铝线载流量口诀： 口诀一： 10下五，100上二； 25、35，四、三界； 70、95，两倍半。 穿管、高温，八、九折； 裸线加一半；铜线升级算。 口诀二： 二点五下乘以九,往上减一顺号走。 三十五乘三点五，双双成组减点五。 条件有变加折算，高温九折铜升级。 穿管根数二三四，八七六折满载流。 两个口诀的每句话具体怎么理解我就不讲了，百度搜搜就明白了。咱们来寻根究底，讲讲为什么，决定这个导线最大电流的根本原因是什么。我们先看载流量定义： 载流量是在规定条件下，导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。这里提到两个数值：稳定温度和规定值。 关于规定值：比如说通过实验发现当某种材料的电缆的温度达到70度以上时，电缆的绝缘材料会出现绝缘强度下降，老化速度加快等等各种影响电缆寿命的因素，甚至会引起燃烧，那么规范就会规定这种材料电缆的最大允许温度不允许超过70度。由于电缆的绝缘材料各有不同，有橡胶的，有塑料的，它们各自能够长期承受的温度是不同的。比较常见的绝缘材料成分有两类，聚氯乙烯能够长期运行的额定温度是70度。交联聚乙烯能够长期运行的额定温度是90度。所以说单纯说1平方线能跑多少电流是不准确的，起码绝缘材料外皮不同，最大可跑的电流是不一样的。如果没有绝缘材料的束缚，比如就是裸线，那么可以跑的电流就可以更大。 关于稳定温度：铜导线通过电流为什么会升温呢？因为铜导线虽然电阻很小，但也是有电阻的，其中跑电流的时候，就有热效应存在，发热功率是IIR，那么这个热量就会导致铜导线的温度上升，然后呢，铜导线会通过铜的表面向外界空气散发热量，刚开始发热量大于散发热量，所以温度是慢慢上升的。随着温度的上升，发热功率保持不变，但散发热量的速度加快（因为导线和外界环境温差越来越大），当电流的发热量与向外界散发的热量相等时，此时温度不再变化，这就是这个铜导线在这个电流运行下的稳定温度。如果这个温度小于70度（聚氯乙烯为例），那么表示这个铜导线可以承受刚才的电流。 如果大于70度呢，表示这个铜导线承受不了刚才的电流，那怎么办呢？铜导线加粗就行了。加粗为什么行呢？我们不要想当然的说，加粗当然行了。我们还是用理论分析。加粗之后，铜导线电阻变小了，根据发热功率IIR，所以发热功率变小了。加粗之后铜导线和外界的接触面积变大了（铜的表面积），利于向空气中散热，所以散热功率变大了，这两个改变都能导致温度降低，所以说加粗导线线径可以有效降低导线的温度。 总结：导线之所以存在最大载流量，是因为导线的绝缘材料承受的温度是有上限的，根据这个温度上限的不同和各种散热条件的不同，最大载流量也是不同的。而这个温度是导线的发热量和向外界散发热量互相平衡的结果。要想降低这个温度，要么降低发热功率比如导线加粗，要么加快散热量，比如水冷，风冷等。穿管不利于散热，所以穿管会导致温度上升，所以简易口诀上有个穿管时的最大载流量要打折扣的。 听到这里，张三李四异口同声的说：“我明白了！”王二麻子不亏是个爱抬杠的主，张口就来：“那边的深井泵22千瓦才40个电流，按你讲的放10平的电缆线就足够了，可是人家图纸设计的确是35平的电缆线，那么长的电缆要是换成10平的岂不是省很多钱，工程师不可能设计错的吧！” 工程师还真没错，那怎么回事呢？卖个关子，下次再讲！ 本期思考题：简易口诀里有句“10下五，100上二”，意思是10平的线最大可以允许跑50个电流，100平（假设）的最大只能允许跑200个电流。为什么100平的电缆不是500个电流呢，你能从“规定温度”的角度上，用导线发热量，散发热量这两个要素解释吗？ |
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