汽車低壓電線與熔斷器的匹配選擇方法

周錄堯，于 萌

（一汽解放商用車開發(fā)院，吉林 長春 130011）

1 熔斷器與電線的匹配選擇方法

汽車低壓電線與熔斷器的合理匹配是汽車電路保護的重要內(nèi)容，本文重點關(guān)注熔斷器與電線的匹配選擇方法?？傮w思路如下：①負載-熔斷器匹配；②負載-電線匹配；③熔斷器-電線匹配；④負載-熔斷器-電線三者合理匹配。

1.1 計算熔斷器要保護的負載電流 （穩(wěn)定電流）

負載電流（A）=［額定功率（W）／標稱電壓（V）］×［供電電壓（V）／標稱電壓（V）］

1.2 負載-熔斷器匹配，根據(jù)負載電流選擇熔斷器的額定電流

熔斷器的額定電流應(yīng)根據(jù)負載電流和環(huán)境溫度來選定（表1）。

表1 熔斷器的最佳負載電流和溫度變化率

由表1可知，23℃時熔斷器的最佳負載電流應(yīng)大于負載電流，額定電流I23取就近規(guī)格。片式熔斷器：電流熔斷器

熔斷器的額定電流在不同溫度T下進行修正：片式熔斷器：IT=I23［1－0.15%（T-23）］；大電流熔斷器：IT=I23［1－0.18%（T-23）］。

1.3 負載-電線匹配，根據(jù)負載電流選擇電線的種類及最小公稱截面積

1）根據(jù)電線工作環(huán)境溫度和電線容許溫度選擇電線的種類，即耐溫等級。

2）查閱《汽車低壓電線的電流容量》，按環(huán)境溫度和額定電流的關(guān)系表及線束成束的額定電流降低系數(shù)，選擇允許負載電流通過的電線的最小公稱截面積。

1.4 熔斷器-電線匹配，選擇與熔斷器相對應(yīng)的電線的公稱截面積

1）校核按1.3的要求選擇電線的最小公稱截面積，該截面電線應(yīng)能允許熔斷器的最佳負載電流通過。

2）電線發(fā)煙限極限過電流校核進行選擇電線規(guī)格。根據(jù)1）確定的電線種類及公稱截面積，再根據(jù)表2和表3中的熔斷時間，按《汽車低壓電線的電流容量》求解導(dǎo)致電線發(fā)煙開始時的極限過電流。電線發(fā)煙時的極限過電流應(yīng)大于熔斷器的試驗電流，以保證在電線發(fā)煙前熔斷器熔斷。熔斷器和電線實際使用環(huán)境溫度一般大于23℃，熔斷器熔斷時間要小于熔斷特性對應(yīng)的試驗時間，按熔斷特性時間計算的發(fā)煙極限過電流要略小于實際情況的電流。如GB／T 31465-2015中對片式熔斷器和板型熔斷器的熔斷特性規(guī)定見表2、表3。

表2 片式熔斷器的熔斷特性

表3 板型熔斷器的熔斷特性

3）根據(jù)環(huán)境溫度對1.2得到的熔斷器的額定電流進行修正，再根據(jù)這個修正后的額定電流求解熔斷電流。熔斷器的熔斷特性見表4。

表4 熔斷器的熔斷特性

4）電線長度校核。計算所需最大電路電阻來保證熔斷器的熔斷電流，電線截面積越小，電阻越大，能提供的熔斷電流越小。

回路許用電阻=電源的標稱電壓／短時間熔斷器的熔斷電流

根據(jù)環(huán)境溫度修正電線的單位長度電阻RT=R20［1+0.003 93（T-20）］

回路許用電線長度=回路許用電阻／RT

按需要的電線長度，查詢電線單位長度電阻，通過選擇單位長度電阻來選擇最小的電線規(guī)格，即電線單位長度電阻小于單位回路許用電阻。

1.5 負載-熔斷器-電線三者合理匹配

在選定電線規(guī)格時，應(yīng)選擇由1.3得到的利用容許電流確定的公稱截面積和由1.4選定的利用熔斷器所決定的公稱截面積兩者中較大者。

2 計算示例

負載190 W／24 V、570 W／24 V，環(huán)境溫度40℃及80℃，線束成束的額定電流降低系數(shù)假定取1。

2.1 計算熔斷器要保護的負載電流

2.2 負載-熔斷器

熔斷器的額定電流在不同溫度下修正值IT（表5）：

片式熔斷器：IT=I23［1-0.15%（T-23）］

大電流熔斷器：IT=I23［1-0.18%（T-23）］

表5 熔斷器的額定電流在不同溫度下修正值

2.3 負載-電線

1）根據(jù)電線工作環(huán)境溫度和電線容許溫度選擇電線的種類，即耐溫等級，B級。

2）按環(huán)境溫度和額定電流的關(guān)系表及線束成束的額定電流降低系數(shù)，即《汽車低壓電線的電流容量》，由表6選擇允許負載電流通過的電線的最小公稱截面積。

表6 汽車低壓 薄壁 聚氯乙烯 B級 電線的額定電流和電壓降

電線選擇見表7。

表7 電線選擇

2.4 熔斷器-電線

1）校核按2.3的要求選擇電線的最小公稱截面積，該截面電線應(yīng)能允許熔斷器的最佳負載電流通過 （表8）。

表8 選擇和熔斷器相匹配的電線規(guī)格

2）電線發(fā)煙時極限過電流校核進行選擇電線規(guī)格。

①熔斷器15 A，環(huán)境溫度40℃，根據(jù)2.4的1）初選電線0.5 mm2，發(fā)煙極限過電流應(yīng)大于熔斷器試驗熔斷電流，經(jīng)校核電線采用0.75 mm2（表9）。

表9 熔斷器15 A，環(huán)境溫度40℃

②熔斷器15 A，環(huán)境溫度80℃，根據(jù)2.4的1）初選電線0.75 mm2，發(fā)煙極限過電流應(yīng)大于熔斷器試驗熔斷電流，經(jīng)校核電線采用1.0 mm2（表10）。

表10 熔斷器15 A，環(huán)境溫度80℃

③熔斷器60 A，環(huán)境溫度40℃，根據(jù)2.4的1）初選電線2 mm2，發(fā)煙極限過電流應(yīng)大于熔斷器試驗熔斷電流，經(jīng)校核電線采用6 mm2（表11）。

表11 熔斷器60 A，環(huán)境溫度40℃

④熔斷器70 A，環(huán)境溫度80℃，根據(jù)2.4的1）初選電線5 mm2，發(fā)煙極限過電流應(yīng)大于熔斷器試驗熔斷電流，經(jīng)校核電線采用8 mm2（表12）。

表12 熔斷器70 A，環(huán)境溫度80℃

3）根據(jù)環(huán)境溫度對2.2得到的熔斷器的額定電流進行修正，再根據(jù)這個修正后的額定電流求解熔斷電流 （表13）。

表13 熔斷電流

4） 電線長度校核 （表14）。

表14 電線長度校核

2.5 負載-熔斷器-電線 三者合理匹配 （表15）

表15 負載-熔斷器-電線 三者合理匹配