内部连接导线的相关知识与应用

在本质安全型电气设备和电路中，导线，除应该满足电路要求的载流量外，还必须符合相应的温度组别的温度要求。也就是说，当导线通过某个电流时，导线的发热温度不应该高于设备温度组别的温度值。

这就是人们选择导线的基本原则。

1.铜心绝缘导线

在本质安全型电气设备内使用的连接导线，是指铜芯的绝缘导线。在通常情况下，这种铜导线应该符合表6.4中规定的相关要求。

表6.4 在环境温度为40℃时铜导线直径、载流量和温度组别的关系①

注：当P_i不大于1.3W时，导线的发热温度可以定义为T4组，亦适用于Ⅰ类设备。

①引自GB 3836.4《爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》。

②直径和横截面积均为制造商规定的标称值。

当然，设计人员也可以使用下式来计算导线在某个温度下的最大载流量：

式中 I——最大载流量（A）；

I_f——某一直径的导线在40℃环境温度时的熔化电流（A）；

α——导线导体材料的电阻温度系数（K^-1）（对铜，α=0.004284）；

T——导线导体材料的熔化温度（℃）（对铜，T=1083）；

t——由于导线自身发热和周围环境温度影响引起的导线温度（℃）。

人们使用式（6.3）可以计算出任意温度下某一导线的最大载流量。

【例6.2】 计算直径为0.05mm的铜导线最大载流量。假定在环境温度40℃时直径为0.05mm的铜导线的熔化电流为1.6A；对于T4组，小元件允许的发热温度t≤275℃，那么，将这些相关数据代入式（6.3）中计算便可以得到它的最大载流量为

I=1.6×{[275×（1+0.004284×1083）]/[1083×（1+0.004265×275）]}^1/2A≈1.3A(www.xing528.com)

这里需要指出的是，在使用式（6.3）计算时，人们应该注意，导线熔化电流是对于某一直径的导线而言的。在实际应用时，人们在计算直径在0.5～1mm范围内铜导线的最大载流量时可以参考表6.5提供的导线熔化电流。

表6.5 部分铜导线的熔化电流①

注：引用文献中未指出表中熔化电流测试时的环境温度。通常认为，标准环境温度为20℃。

①引自《电工手册（第2版）》.上海：上海科学技术出版社，1990。

2.印制导线

在本质安全型电气设备内使用的印制电路板上的印制导线应该符合表6.6中规定的相关要求。

表6.6 在环境温度为40℃时印制导线宽度、载流量和温度组别的关系①

①引自GB 3836.4《爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》。

这里需要特殊指出的是，表6.6中的数据仅仅适用于覆铜箔厚度为35μm、印制电路板厚度不小于1.6mm的单面印制电路板。在下列情况下，人们应该对表6.6中的数据进行相应的修正：

●对于厚度在0.5～1.6mm之间的印制电路板，表6.6中的最大电流应该除以1.2。

●对于双面印制电路板，表6.6中的最大电流应该除以1.5；对于多层印制电路板，表6.6中的最大电流应该除以2.0。

●对于覆铜箔厚度为18_μm的印制电路板，表6.6中的最大电流应该除以1.5；对于覆铜箔厚度为70μm的印制电路板，表6.6中的最大电流应该乘以1.3。

●在正常工作条件或故障工况下，印制导线在耗散功率为0.25W及以上的元件下通过时，表6.6中的最大电流应该除以1.5。

●在正常工作条件或故障工况下，在耗散功率为0.25W及以上的元件终端沿导线长度1.0mm范围内，印制导线的宽度应该乘以3，或者，将表6.6中的最大电流除以2。

●表6.6中的最大电流，当环境温度达到60℃时，应该除以1.2；当环境温度达到80℃时，应该除以1.3。