电线载流量和电压有没关系?

发布时间:
2024-09-23 03:57
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题主的问题很有意思,也很典型,我喜欢。我给大家科普一下吧。

我们看下图:

图1:供配电中需要考虑的两个关系

图1中的繁星提出两个疑问,其一是:“导线电阻Rx能否承受电流I的发热冲击?”,其二是:“负载侧电压Ufz是否满足供电要求?”。

这两个问题的解答就是题主的问题答案。

第一:我们都知道,导线的电阻很小,导线电阻Rx产生的电压降在一般的电路设计经常忽略不计。然而,当电流流过导线时,根据焦耳定律,导线会产生发热现象。如果导线表面温度超过最高允许值,则导线材料的机械强度会急剧下降,导线表面的绝缘包层之绝缘能力也会急剧下降,这两个急剧下降将严重影响到导线的使用。

关于这条的仔细分析,可参阅以下帖子:

电线承载能力只和电流的大小有关系吗? 和电压、功率有没有关系?电线平方及载流量如何计算?影响导线温升的因素有哪些?

第二:对于长距离大电流的供配电系统,导线的电压降也就是供电线路的电压损失会使得用电侧电压下降,如果用电侧电压下降到低于供电标称电压,则很多电器产品的正常使用就无法保证了。

我们看以下链接:

要从山下拉一条长度约为1.4公里的电源线,用2.5平方铜线,能带动吗?

对于大多数情况,例如题主的电动车,这里的导线长度有限,电流也不是很大,这时需要考虑的就是第一条——只需要考虑到导线的载流量是否满足电流要求即可,无需考虑用电侧的电压是否满足要求。

对于居家配电系统,从主配电室到户外电度表箱的配电电缆在用电高峰期是否满足电压损失的要求,就显得十分关键。如果不满足要求,则居家配电的供电电压会下降到额定供电电压的90%以下,甚至更低,这就对我们家里的用电电器正常使用产生威胁。关于这个问题,可参阅以下帖子:

为什么每家每户看到电压都是220,多一份不应该电压下降吗?

通过以上讨论,我们发现题主的问题还是很有意思的。

另外,电线的外敷绝缘层与绝缘有关。绝缘材料都存在最大绝缘电压限值,使用时不得超过电压限值——若实际使用电压超过电压限值,电线的外敷绝缘材料会被电压击穿,发生漏电事故,甚至发生电气火灾。考虑到题主的电压才48V,远低于220Vac,故无需担忧绝缘问题。

我们回到题主的问题上来。题主在问题描述中说:

“控制器线电流50a-70a(最大值),锂电池输出的电线是awg12线(截面面积约等于3.4平方),问过几个卖电车,都说这个电线可以用,能过50a电流。我说家用的铜芯电线4平方才32a的载流量,awg12才3.4平方能过50a这么猛吗?然后他们的解释都是4平方铜线32a载流量是在220v环境,电动车是48v,50a电流,算起来2500w,而且不会长期保持50a,速度起来以后电流会降低,所以能用。根据我的认知,载流量和电线截面面积有关,和电压没关。但是电车哥口径一致,都说电压低了,可以过50a。网上问卖awg线的,更夸张,他说峰值可以过88a,持续70a没问题,这么牛逼的吗?”。

这个问题的解答很简单:因为导线长度很短,无需考虑导线的电压降和电压损失,只需考虑导线的发热和载流量即可。

再重复一遍:题主的这根导线长度很短,无需考虑电压以及电压损失。

我们看导线的载流量表,此表摘自《工业与民用供配电技术手册》第四版:

图2:电缆载流量表

我们按50A来考虑,如果在空气中敷设,6mm²的铜芯导线载流量是55A。但电动车内相当于穿管,导线表面的温度更高,6mm²导线的载流量只有47A,要用10mm²的导线才行,其载流量为65A。

具体如何选配,请题主自己去考虑吧。


就写到这里。

END