導體截面的合宜尺寸,應根據導體輸電電流和導體的允許電流密度確定。導體的允許 使用溫度是決定導體允許電流密度和判斷導體工況的依據。導體的材質一般是銅或鋁,允 許使用溫度通常定為70C,溫度過高,電能損耗過大。
根據電熱轉換原理,導出導體允許電流密度計算式。導體導電時因電阻作用發熱,自身 溫度升高向環境散熱’當電熱量等于散熱量時導體溫度穩定’即
I2R = a(t~ta)F
其中 尺=;0^~; /° = i°o[l + b{t - ^o)]; F = si
整理后得到導體使用電流和使用電流密度

式中,a為導體向環境的散熱系數,W/(m2 •!:);&為在標定溫度下導體的電阻率,IV m; b為電阻率的溫度系數,^:-1;^^、^分別為導體溫度、導體電阻率溫度系數標定溫度、環 境溫度,t:;A為導體截面積,m2y為導體截面的周長,m。
由上式可知,根據導體的溫度可評估導體載流情況。導體溫度過高,表示導體電流過 載。幾根導體并聯輸電,各導體溫度差異表示載流不均勻。
導體的允許電流密度,是指給定散熱條件下較大電流密度。文獻中給出的允許電流密 度,應注明給定的散熱條件,如導體的允許使用溫度,環境溫度,影響散熱系數的條件等。電 工規范通常規定空氣中的導體的允許使用溫度為7or,依據是:電阻(率)較常溫約增加 20 %;多數絕緣材料能夠承受;兩導體的連接處不致嚴重氧化。
由式(2-53)可知,導體的允許電流密度還取決于S/A的比值。截面形狀和大小影響 s/A,故型材(槽形與工字形截面)的/允較大;截面小的導體J允較大。
文獻介紹的導體允許電流密度是參考數據而非限定數據,因為導體的實際使用條件和 文獻給定條件往往不同。
[例2-7]銅帶截面尺寸為120mmxl0mm,架空敷設,允許使用溫度為701C,周圍環 境為35C,求允許電流密度和允許使用電流。
[解]輻射傳熱系數

注意,式(2-53)是按導體截面均勻導電導出的,如果導體截面導電不均勻,還應考慮趨 膚效應和鄰近效應的影響。