灵活选用电气控制柜导线配线规格

灵活选用电气控制柜导线配线规格
2005-11-29

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摘要：根据电磁学原理，当电流流过导线时，载流子在导线中将趋于导线表层，即产生“趋肤效应”，从而降低了导线的有效使用率，本文根据多年的实践经验提出的“组合导线工艺”，可提高导线的有效使用率。
关键词： 趋肤效应 组合导线工艺


根据电磁学分析，载流导线中的电流密度分布规律为：（图1）

式中：Jo导体表面( x = 0) 处的电流密度；σ：电导率；μ：磁导率；x ：导体内部距表面的深度。

从上式可知，载流导体的电流密度的大小随导体内部距表面的深度x 值的增加而按指数规律衰减，换言之，当电流流过导线时，载流子将趋于导线的表面，载流子趋于导体表面的这一现象称为“趋肤效应”。根据这一理论，通电导体中能有效传导电流的只是导体的表层，而在导体的内部形成了一个载流子几乎为零的“真空”带。在通电导线中，由于电流的“趋肤效应”而降低了导线的有效使用率。因此，国家标准局颁布的《机床电气设备通用技术条件》(GB5226 - 85) 中有关机床电气设备所用导线的额定载流容量等级就反映了这一现象。如该标准A1-3 条规定有关敷设在线槽中的铜导线电流满负荷载流容量时的选用标准为表1 所示。

从表1 中平均电流密度一栏可见，随着负载电流值增大，所选用的导线载面积也随着增大，而导线的平均电流密度值却减小了，因而降低了导线的有效使用率。笔者根据多年的工作经验，在不违反标准规定的情况下，在电气设备装配中采用“组合导线工艺”来敷设导线取得了比较满意的效果。所谓“组合导线工艺”，就是综合考虑了导线的强度、实际操作的方便程度和材料成本等因素后，根据导线通过的额定负载电流值的大小，采用多根较小规格的导线并联组合的方法来代替标准中规定的所需导线规格。具体组合方法见表2。比如：负载电流为89A ，按照GB5226-85 标准应选用25mm&sup2;规格的导线，而采用“组合导线工艺”试用两根10 mm&sup2;规格的导线并联组合，根据标准规定，10 mm&sup2;规格的导线允许通过的额定电流是50A ，所以，导线经过适当组合后可通过100A 的电流。按照此方法，25 mm&sup2;规格以上的导线可根据表2 由10 mm&sup2;或16 mm&sup2;规格的导线组合而成。

根据实践经验，采用“组合导线工艺”有以下几个明显的优点：

a . 电气设备制造厂家为了满足不同容量设备的生产需要，必须配备多种不同规格的导线以保障生产需求，而采用“组合导线工艺”后可减少所需导线的品种数量，便于集中批量采购，节约采购成本。
b. 采用“组合导线工艺”后，用较小规格的导线代替大规格的粗导线，因为小规格的导线比较柔软，使得现场操作更加容易。
c . 可将导线的电流密度保持在5～6A/ mm&sup2;，提高了导线的使用率，降低材料成本。

根据粗步测算，以市面上每100 米导线售价基准，完成相同工作，按“组合导线工艺”可节约导线成本见表3 。

当然，在采用“组合导线工艺”时，一定要综合考虑所选用的导线的强度和便于生产等因素，不能从单纯追求降低材料成本为目的而选用过小规格的导线来组合。

以上是我们在工作中得出的一点小经验，有兴趣的读者不妨试一试。