汽车低压电线与熔断器的匹配选择方法

周录尧，于 萌

（一汽解放商用车开发院，吉林 长春 130011）

1 熔断器与电线的匹配选择方法

汽车低压电线与熔断器的合理匹配是汽车电路保护的重要内容，本文重点关注熔断器与电线的匹配选择方法。总体思路如下：①负载-熔断器匹配；②负载-电线匹配；③熔断器-电线匹配；④负载-熔断器-电线三者合理匹配。

1.1 计算熔断器要保护的负载电流 （稳定电流）

负载电流（A）=［额定功率（W）／标称电压（V）］×［供电电压（V）／标称电压（V）］

1.2 负载-熔断器匹配，根据负载电流选择熔断器的额定电流

熔断器的额定电流应根据负载电流和环境温度来选定（表1）。

表1 熔断器的最佳负载电流和温度变化率

由表1可知，23℃时熔断器的最佳负载电流应大于负载电流，额定电流I23取就近规格。片式熔断器：电流熔断器

熔断器的额定电流在不同温度T下进行修正：片式熔断器：IT=I23［1－0.15%（T-23）］；大电流熔断器：IT=I23［1－0.18%（T-23）］。

1.3 负载-电线匹配，根据负载电流选择电线的种类及最小公称截面积

1）根据电线工作环境温度和电线容许温度选择电线的种类，即耐温等级。

2）查阅《汽车低压电线的电流容量》，按环境温度和额定电流的关系表及线束成束的额定电流降低系数，选择允许负载电流通过的电线的最小公称截面积。

1.4 熔断器-电线匹配，选择与熔断器相对应的电线的公称截面积

1）校核按1.3的要求选择电线的最小公称截面积，该截面电线应能允许熔断器的最佳负载电流通过。

2）电线发烟限极限过电流校核进行选择电线规格。根据1）确定的电线种类及公称截面积，再根据表2和表3中的熔断时间，按《汽车低压电线的电流容量》求解导致电线发烟开始时的极限过电流。电线发烟时的极限过电流应大于熔断器的试验电流，以保证在电线发烟前熔断器熔断。熔断器和电线实际使用环境温度一般大于23℃，熔断器熔断时间要小于熔断特性对应的试验时间，按熔断特性时间计算的发烟极限过电流要略小于实际情况的电流。如GB／T 31465-2015中对片式熔断器和板型熔断器的熔断特性规定见表2、表3。

表2 片式熔断器的熔断特性

表3 板型熔断器的熔断特性

3）根据环境温度对1.2得到的熔断器的额定电流进行修正，再根据这个修正后的额定电流求解熔断电流。熔断器的熔断特性见表4。

表4 熔断器的熔断特性

4）电线长度校核。计算所需最大电路电阻来保证熔断器的熔断电流，电线截面积越小，电阻越大，能提供的熔断电流越小。

回路许用电阻=电源的标称电压／短时间熔断器的熔断电流

根据环境温度修正电线的单位长度电阻RT=R20［1+0.003 93（T-20）］

回路许用电线长度=回路许用电阻／RT

按需要的电线长度，查询电线单位长度电阻，通过选择单位长度电阻来选择最小的电线规格，即电线单位长度电阻小于单位回路许用电阻。

1.5 负载-熔断器-电线三者合理匹配

在选定电线规格时，应选择由1.3得到的利用容许电流确定的公称截面积和由1.4选定的利用熔断器所决定的公称截面积两者中较大者。

2 计算示例

负载190 W／24 V、570 W／24 V，环境温度40℃及80℃，线束成束的额定电流降低系数假定取1。

2.1 计算熔断器要保护的负载电流

2.2 负载-熔断器

熔断器的额定电流在不同温度下修正值IT（表5）：

片式熔断器：IT=I23［1-0.15%（T-23）］

大电流熔断器：IT=I23［1-0.18%（T-23）］

表5 熔断器的额定电流在不同温度下修正值

2.3 负载-电线

1）根据电线工作环境温度和电线容许温度选择电线的种类，即耐温等级，B级。

2）按环境温度和额定电流的关系表及线束成束的额定电流降低系数，即《汽车低压电线的电流容量》，由表6选择允许负载电流通过的电线的最小公称截面积。

表6 汽车低压 薄壁 聚氯乙烯 B级 电线的额定电流和电压降

电线选择见表7。

表7 电线选择

2.4 熔断器-电线

1）校核按2.3的要求选择电线的最小公称截面积，该截面电线应能允许熔断器的最佳负载电流通过 （表8）。

表8 选择和熔断器相匹配的电线规格

2）电线发烟时极限过电流校核进行选择电线规格。

①熔断器15 A，环境温度40℃，根据2.4的1）初选电线0.5 mm2，发烟极限过电流应大于熔断器试验熔断电流，经校核电线采用0.75 mm2（表9）。

表9 熔断器15 A，环境温度40℃

②熔断器15 A，环境温度80℃，根据2.4的1）初选电线0.75 mm2，发烟极限过电流应大于熔断器试验熔断电流，经校核电线采用1.0 mm2（表10）。

表10 熔断器15 A，环境温度80℃

③熔断器60 A，环境温度40℃，根据2.4的1）初选电线2 mm2，发烟极限过电流应大于熔断器试验熔断电流，经校核电线采用6 mm2（表11）。

表11 熔断器60 A，环境温度40℃

④熔断器70 A，环境温度80℃，根据2.4的1）初选电线5 mm2，发烟极限过电流应大于熔断器试验熔断电流，经校核电线采用8 mm2（表12）。

表12 熔断器70 A，环境温度80℃

3）根据环境温度对2.2得到的熔断器的额定电流进行修正，再根据这个修正后的额定电流求解熔断电流 （表13）。

表13 熔断电流

4） 电线长度校核 （表14）。

表14 电线长度校核

2.5 负载-熔断器-电线 三者合理匹配 （表15）

表15 负载-熔断器-电线 三者合理匹配