周錄堯,于 萌
(一汽解放商用車開發院,吉林 長春 130011)
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容,本文重點關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。
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)]
熔斷器的額定電流應根據負載電流和環境溫度來選定(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大于負載電流,額定電流I23取就近規格。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)根據電線工作環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》,按環境溫度和額定電流的關系表及線束成束的額定電流降低系數,選擇允許負載電流通過的電線的最小公稱截面積。
1)校核按1.3的要求選擇電線的最小公稱截面積,該截面電線應能允許熔斷器的最佳負載電流通過。
2)電線發煙限極限過電流校核進行選擇電線規格。根據1)確定的電線種類及公稱截面積,再根據表2和表3中的熔斷時間,按《汽車低壓電線的電流容量》求解導致電線發煙開始時的極限過電流。電線發煙時的極限過電流應大于熔斷器的試驗電流,以保證在電線發煙前熔斷器熔斷。熔斷器和電線實際使用環境溫度一般大于23℃,熔斷器熔斷時間要小于熔斷特性對應的試驗時間,按熔斷特性時間計算的發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)根據環境溫度對1.2得到的熔斷器的額定電流進行修正,再根據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
根據環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格,即電線單位長度電阻小于單位回路許用電阻。
在選定電線規格時,應選擇由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。
負載190 W/24 V、570 W/24 V,環境溫度40℃及80℃,線束成束的額定電流降低系數假定取1。
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
1)根據電線工作環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)按環境溫度和額定電流的關系表及線束成束的額定電流降低系數,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
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格
2)電線發煙時極限過電流校核進行選擇電線規格。
①熔斷器15 A,環境溫度40℃,根據2.4的1)初選電線0.5 mm2,發煙極限過電流應大于熔斷器試驗熔斷電流,經校核電線采用0.75 mm2(表9)。
表9 熔斷器15 A,環境溫度40℃
②熔斷器15 A,環境溫度80℃,根據2.4的1)初選電線0.75 mm2,發煙極限過電流應大于熔斷器試驗熔斷電流,經校核電線采用1.0 mm2(表10)。
表10 熔斷器15 A,環境溫度80℃
③熔斷器60 A,環境溫度40℃,根據2.4的1)初選電線2 mm2,發煙極限過電流應大于熔斷器試驗熔斷電流,經校核電線采用6 mm2(表11)。
表11 熔斷器60 A,環境溫度40℃
④熔斷器70 A,環境溫度80℃,根據2.4的1)初選電線5 mm2,發煙極限過電流應大于熔斷器試驗熔斷電流,經校核電線采用8 mm2(表12)。
表12 熔斷器70 A,環境溫度80℃
3)根據環境溫度對2.2得到的熔斷器的額定電流進行修正,再根據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
表15 負載-熔斷器-電線 三者合理匹配