浅析航空电线电缆载流量计算

王兰，李仁鹏

（中航通飞研究院有限公司，广东珠海　519400）

浅析航空电线电缆载流量计算

王兰，李仁鹏

（中航通飞研究院有限公司，广东珠海519400）

选用合适类型且线规大小合适的电线电缆对飞机的使用寿命等性能有很大的影响。在确定飞机具体的电线电缆类型后，根据具体用电设备的使用环境和性能等要求，计算并选择线规大小合适的电线电缆，不仅可以合理地减轻飞机重量，同时有利于飞机安全及延长使用寿命。以航空实际应用为例，简单介绍航空电线电缆载流量的计算方法。

电线；电缆；载流量

0引言

国内电线电缆制造商，参照SAE AS22759和ANSI/NEMA WC 27500-2012的标准要求来进行产品的生产和制造，产品的牌号根据各厂商自身的特点各不相同。文中计算得出的允许载流量的最大工作频率为800Hz，在800Hz以上时必须将交流产生的集肤效应和邻近效应考虑在内。

1　　术语和定义

单根载流量定义：单根电线在其最高长期允许工作温度下所能承载的连续电流值称为单根载流量。

成束载流量定义：线束中最热电线的温度达到其最高长期允许工作温度时，线束所能承载的连续电流值称为成束载流量。

线束负荷率定义：线束中所有通电电线的电流之和与束内全部电线成束载流量总和的比值 （百分数）称为线束负荷率。

成束修正系数定义：电线的成束载流量与单根载流量的比值称为成束修正系数。

高度修正系数定义：电线在某一高度的单根载流量（或成束载流量）与在海平面的单根载流量（或成束载流量）的比值称为高度修正系数。

2电线电缆载流量的计算

允许载流量，又称安全载流量或允许电流。它是指在规定条件下，电线电缆能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流。所谓规定条件，也就是指导体与绝缘材料类型、环境温度、敷设方式及电线电缆截面积等。由此看得出，允许载流量就是在某一条件下不使电线电缆发热超过长期工作最高允许温度的最大电流。也可看得出，电线电缆允许载流量是一个由许多因素决定的值，且随影响因素改变而改变，因此需要各种修正系数来进行修正。

2.1一般条件下单根电线的载流量

从图1中查出单根电线在允许的环境温升下额定电流，并乘上高度修正系数即为单根电线的载流量。

2.2一般条件下成束电线的载流量

式中：

I——一般条件下的铜线的载流量(适用于各个线规号)，A；

Id——单根铜线的载流量（不一定是70℃），A；

Ksh——成束电线修正系数；

Kg——高度修正系数；

n——线束中导线总根数；

β——选用的线束负荷率。Iz——线束允许总电流；

Isize1——线束中线规号为size1的载流量；

计算步骤：

①计算出指定线规号的电线(最高长期允许)温升△T，并通过图1找出对应的电流值Id。

式中：

Tmax——电线最高长时允许工作温度，℃；

T0——线束环境温度，℃；

△T——电线最高长期允许温升，℃；

②通过图2、图3，查出相对应的Ksh、Kg数值。

③将Id、Ksh、Kg、n、β代入式（1）得出某线规号一般条件下的成束电线的载流量。

④根据线束里面的不同线径号，重复步骤①至③计算出不同线径号的成束载流量。

⑤将④中所计算出来的各个线规号的成束载流量代入式（2）从而得出线束允许总电流。

3　　应用计算示例

假如有一束导线由10根AWG20和25根AWG22组成，最高工作温度200℃。线束安装在环境温度为60℃的区域，飞行高度为60000英尺，线束负荷率不超过20%，求每根电线的额定电流和整根线束容许的总电流。

（1）求导线最高允许工作温升ΔT和单根载流量Id。

式中：

Tmax——电线最高长期工作允许温度，℃；

To——电线线束安装区域环境温度，℃；

从图1中查出单根AWG22、AWG20电线在140℃环境温度下额定电流为16.2A、21.4A。

（2）成束修正系数Ksh。

此线束共35根，线束负荷率不超过20%。从图2中查出所对应的成束修正系数为0.52，每根电线容许的电流为16.2×0. 52=8.4A、21.4×0.52=11.2A。

（3）高度修正系数Kg。

图1单根导线的温升-载流量曲线（海平面）

图2成束修正曲线

图3高度修正系数

从图3中查出电线在高度为60000英尺时的修正系数为0.791，每根电线额定电流为8.4×0.791= 6.6A、11.2×0.791=8.8A。

（4）整根线束不超过20%负载率时容许的总电流

25×6.6×0.2+10×8.8×0.2=50.6A。

（5）结论。

通过上述计算，单根AWG20电线通过的电流不应超过8.8A，单根AWG22电线通过的电流不应超过6.6A，整根线束通过的总电流不应超过50.6A。

4总结

文中所述计算方法，可以简单快速地根据电线电缆的安装使用环境，计算出其在预定的工作环境中载流量的大小。通过与相关设备正常工作电流的比较，验证所选电线电缆是否合适。

［1］SAE AS50881E,航空器布线[S].

［2］HB 5795-82,航空导线载流量[S].

［3］SAE AS22759,汽车工程协会 聚氟绝缘的铜或铜合金电线[S].

［4］NEMAWC 27500-2012,国家电气制造协会宇航和工业电缆标准[S].

王兰（1981-），女，工程师，学士，研究方向为飞机电源照明的研究、设计、改进；李仁鹏（1982-），男，工程师，学士，研究方向为通用飞机复合材料结构。