导线的载流量与电流密度的关系「导线电流密度」

今天带来导线的载流量与电流密度的关系「导线电流密度」，关于导线的载流量与电流密度的关系「导线电流密度」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1.1导线规格

在国标《GB/T3956-2008 电缆的导体》中，我们能看到国家对电缆导线的截面积进行标准化。按照国标规定，标称的电缆导线规格如下（单位mm2）：

0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630、800、1000、1200…再往上还有2000、2500等。

导线截面积的大小以及绝缘方式等决定了导线的最大载流量。并且导线在不同温度时单位长度的电阻值是不一样的，往往电阻是随着导线温度的提升而增大。

1.2电流密度

电流密度，一个度量导线截面积上电流分布的量的参数。用符号J表示，单位是A/m²。电流密度是表示某电电流强弱和方向的量，电流密度的方向与电流方向相同。

电流密度表达式：J=I/S

电流密度是体现导线载流量大小的一个重要参数，将公式J=I/S反过来就得到I=JS，即电流等于电流密度与导线截面积的乘积。因此想要增加导线的载流量必须从增大电流密度和增加截面积入手。

不同的材料的电流密度取值不同，铜导线的电流密度可以取得比铝导线高些。同时导线的截面积越大时，受散热因素与趋肤效应影响，电流密度的取值也要越小。

1.3电流的趋肤效应

当导体中通过交流电时，导线内部的电流分布并不是我们想象的均匀分布，而是在导线的外层电流分布密集，在导线的中心电流分布稀疏，这就是电流的趋肤效应。

电流频率越大的导线，趋肤效应越明显。

频率变化与趋肤效应图示

趋肤效应通俗的讲就是说电流都趋向于在导线的“皮肤”上。

趋肤效应使得导线的电流在越表面时电流越大，从而导致了导体的电阻增大，增加的功率损耗。

趋肤效应的存在相当于导线的实际截面积减小了，并且趋肤效深度使截面积越大的导线受趋肤效应的影响越明显，这也是截面积越大的导线电流密度不能取大的一个重要原因。

导线的载流量通俗的说就是某一根电缆能够承载的电流最大值。导线的载流量一般由导线材质、散热环境、导线大小三个因素决定。

不同材质的导电能力不同。目前主流的导线材质有铜、铝以及铜铝的合金材料等，在某些特殊高要求领域还会用到银、金、铂等的合金材料作为导线。

裸露在外的导线是危险的，为了绝缘，往往会在导线的表面上加装一层绝缘材料，有些导线还有加装屏蔽层、多层绝缘等。由于绝缘层的存在使得导线无法与空气直接接触，降低了导线的散热效果，同时绝缘层的耐热等级也限制了导线的电流不能过大。

限制导线的载流量过大，是为了防止导线严重过热，同时也防止绝缘层被破坏，影响导线寿命。

下图是国标GB/T12706.1-2008中截图，PVC绝缘材料在不同规格导线、不同电压下的绝缘厚度。

1.5电流载流量的取值

对于裸露的铝导线有以下口诀：

十下5,百上2,二五三五43界,70,95两倍半。穿管温度8,9折，裸线加一半，铜线升级算。二点五下乘以九，往上减一顺号走。

口诀的解释网上有许多，这里不再累述。现在分享给大家一个我个人对不同导线规格的载流量统计记录表。

以下图片是个人经验总结，与口诀有些差异。有出入的烦请指正。

1.6总结：

1、导线电缆的阻值随着温度的增加而增大

2、电流密度是有方向的量，它等于导线电流除以截面积。随着导线截面积的增大，电流密度取值越小。

3、导线的频率越大趋肤效应就越严重，趋肤深度使导线的截面积越大受趋肤效应的影响越大。

4、增加导线载流量的方法：加大导线截面积、增加散热、用导电好的材质。

下一期，将与大家分享电气设备的接线及安装规范。欢迎大家留言讨论。