影响导线温升的因素有哪些？

题主这个问题具有一定的实用价值。我感兴趣，来讨论一番。

导线流过电流会发热，它的温度会上升，它还会散热。于是，导线的发热Q、导线升温消耗的热量Q1和散热热量Q2之间就形成了一个动态的平衡。

图1：导线的发热和散热

发热的原因很简单，与导线的电阻有关。

我们设导线的电阻为Rx，则导线的发热热量Q为：

，式1。

设导线的长度是L，截面积是S，导线材料的电阻率是 ，电阻温度系数是 ，导线温度是 ，于是式1变成：

,式2

式2告诉我们，导线的发热与它的电阻率、导线长度成正比，与它的截面成反比。

当导线流过持续的电流并且通电一段时间（至少半个小时）后，导线的温度 趋于稳定，导线温度变化值 ，则导线温度升高所消耗的热量 为零，这里的c是导线材料的比热容，m是导线质量。在这种情况下，导线的发热热量Q与导线的散热热量Q2之间达到了平衡。

导线的散热由牛顿散热公式决定的，即： 。

这里的Kt是综合散热系数；A是不计导线两个端面的表面积； 就是温升，它等于导线表面温度与环境温度之差。

把两者结合起来，得到： 。

注意到导体的散热表面积A=ML，M是导线截面积周长，L是导线长度。进一步化简，我们得到：

，式3

题主疑问的回答就在这个式子里了。

1）我们看到，温升τ与电流I的平方成正比。可见电流越大，温升就越高；

2）温升τ与导体材料的电阻率ρ成正比，材料的电阻率越大，温升越高。

图2：常用材料的电阻率

可见在流过相同电流的情况下，铝导线的温升τ是铜导线的1.6倍。

3）我们看到，温升τ与导线表面的综合散热系数Kt成反比。散热越好，Kt值越高，温升τ就越低。

注意：综合散热系数是导体材料的热传导、热对流和热辐射的综合。综合散热系数的数值来自于实测，如下：

图3：综合散热系数的实测值

综合散热系数与导线的敷设条件有关。因此，在密闭环境中的导线温升高于开放环境中的导线温升，包裹了绝缘塑料外皮的导线温升高于裸导线的温升。

特别指出：如果塑料导线的颜色是深色或者黑色的，由于黑色的辐射散热能力高于其它颜色，所以黑色导线的温升最低。关于黑体辐射的原理可参见任何一本《大学物理》，以及相关的文章和参考书。

在配电设备的施工规范中，要求柜内所有控制回路的导线一律采用黑色线，但在线头必须做上标记和标识。其原因就在于此。

4）温升τ与导线的截面积S及截面周长M成反比。导线的截面积越大，温升就越低。

不过，增加导线截面积是一把双刃剑。如果铜导线中流过的是50Hz交流电，由于集肤效应的影响，当导线的半径大于9.3毫米后，电流将集中在截面深度为9.3毫米的一个圆环中，导线温升也将会提高。

所以，铜导线的直径不要超过2x9.3=18.6毫米，相当于272平方毫米。事实上，可以采用导线并联措施的办法来解决这个问题。有关导线和电缆并联的数据，可参加任何一本《电线电缆手册》和施工规范。

5）温升与导线长度毫无关系

我们看到，式3中没有导线长度L的影子。可见，导线温升与导线长度无关。事实上，导线的载流量与导线长度也没有关系。

我们从式3中解出电流I，得到：

，式4

式4告诉我们，当温升为某固定值时，导线的最大载流量也是固定的。导线的允许温升可查阅《电线电缆手册》，并注意到导线在空气中敷设和穿管敷设载流量的区别。

6）温升与导线截面形状有关，相对矩形截面导线，圆截面导线的温升更高

我们设导线截面形状的积周比为B，即 ，或者 。我们把截面M的表达式代入到式3中，得到：

，式5

我们看到，导线截面的积周比B与温升τ成正比。积周比B的值越大，温升就越高。

从中学的平面几何中，我们学过积周比B。事实上，在2000年前古希腊的著名数学家欧几里得就告诉我们，在一切封闭平面图形中，圆具有最大的积周比。

因此，在流过相同电流的条件下，圆截面导线比其它截面导线的温升更高。

这也是在低压配电设备的母线中，采用矩形母线的原因。

图4：低压开关柜中的母线，它们的截面都是矩形的，目的是降低温升提高载流能力

7）温升与工作制的关系

我们看下图：

图5：电器的长期工作制温升曲线，也适用于导线和电缆

一般地，当通电半个小时后电器和导线电缆的温升就趋于稳定，此时的温升相当于长期工作制下的温升。因此，在工程设计中，半小时的电器功率P30非常重要，而计算电流I30决定了电线电缆的载流量数据和温升值。

因此，在实际设计中，首先要把电器的功率用需要系数折算成P30，再把诸电器的P30合并起来得到计算电流，再用同时系数得到总计算电流，并由此决定电线电缆的载流量。

得到电线电缆的载流量后，查表求得它们的截面值。之后，需要对截面值进行温升计算，以及导线通过短路电流后的热稳定性校验。

可见，确定导线的温升十分重要。

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就讲这么多吧，已经够题主喝一壶了。不足之处等到想到了再补充。

可见，导线和电缆的选用，其背后的知识量还是十分丰富的。