电缆横截面积的测量

在为我的房车购买逆变器时,还附带提供了电缆。不巧的是,却没有提供关于这些电缆的横截面积信息。由于逆变器的最大电流可能达到 200 A,因此我想确定电缆能够耐受这么大的电流,而不会发生房车起火。

图 1:随附电缆的横截面积未知(图片来源:Michael Marwell)

我如何知道随附电缆能否承载该电流?

最大载流量和允许的最大保险丝保护要取决于安装类型、环境温度以及用于不同横截面积的其他参数,并且还要符合规定。因此,我必须确定电缆的横截面积。

那么如何测量电缆的横截面积呢?

直接测量横截面积是不可能的。但是,我可以通过多种不同方式来确定电缆的横截面积。

如果我有不同的线端套管,就可以尝试哪个线端套管刚好能套在电缆上,从而确定电缆横截面积。如果电缆无法套进套管,则电缆横截面积过大,就必须选择更大的套管。如果电缆在套管中太松,就不得不使用更小的套管。当然,只有铜材料才需要插入套管。

另一种可能的方法是使用千分尺来测量电缆的直径,从而计算电缆的横截面积。为了达到这个目的,必须测量铜导线的直径。对于单线导线,这种测量方式是非常可靠的。但对于柔性多线电缆,千万不要将这些细导线压得太紧,以避免测量错误;但也要注意,各束导线之间会有一定量的间隙。因此我建议直接紧贴绝缘层进行测量。

图 2:测量直径(图片来源:Michael Marwell)

按照公式“直径² x π / 4”来计算横截面积 A。

我用一根已知横截面积的电缆测试了这种测量方法。测量直径为 3.1 mm。根据计算,横截面积为 7.5 mm²。在欧洲,电缆都是按照一定的横截面积制造的,例如 4 mm²、6 mm²、10 mm² 和 16 mm²。当然,也会制造更粗和更细的电缆,但通常没有中间尺寸。与测量计算值接近的两个值为 6 mm² 或 10 mm²。6 mm² 电缆的直径应为 2.8 mm,10 mm² 电缆的直径应为 3.6 mm。显然,我在测量过程中线束少压缩了 0.5 mm,也就说不足够紧。重新测量后算出的横截面积更接近 6 mm²,同时也符合我知道的横截面积值。

这里还应考虑电缆的来源。在欧洲,提供的电缆尺寸通常以横截面积 mm² 表示,但通常也会标注 AWG 尺寸(美国线规)。但是,应该通过查表或电缆制造商的规格书来获得这些值。

横截面积也可能直接印制在电缆上。这当然是确定横截面积的最可靠方法。

如果电缆上没有印制横截面积,在不损坏电缆的情况下,铜材料是无法测量的。还能有其他办法吗?

是否能够通过外部绝缘层的直径来确定横截面积?

这种横截面积确定方法也是可行的,只是不太可靠。我的电缆总直径大约为 7 mm。我能够找到印在电缆上的规格表,它显示了绝缘层厚度、电缆直径和横截面积。在该表中,我看到 7.3 mm 的直径对应于 10 mm² 的电缆横截面积。

图 3:测量外径(图片来源:Michael Marwell)

由于能够找到包含这些值的表格,因此可以确定我对电缆的判定是正确的。如果没有该表格,这种测量将是非常不精确的。如果我将绝缘层厚度 2 * 1 mm 从测量的 7 mm 电缆直径中减去,便得出铜导线的直径为 5 mm,进而计算出的横截面积为 19.6 mm²。而 10 mm² 电缆对应的直径为 3.6 mm。

相比之下,先前测量的 6 mm² 电缆的外径为 5.3 mm,绝缘层为 2 * 0.8 mm,那么可得出铜芯直径为 3.7 mm,横截面积为 10.7 mm²。

这些计算表明,只有通过制造商规格书能够明确找到该电缆规格时,通过外径确定电缆的横截面积才算得上可靠。

最终,我决定不使用房车随附的电缆,因为它的横截面积太小,无法承载可能达到的最大 200 A 电流。另外,随附电缆已被制造商弯折,超出了允许的最小弯曲半径。

关于此作者

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Michael Marwell 是负责 Digi-Key 在欧洲、中东和非洲业务的数字技术营销经理。他在德国获得工程学硕士 (FH)之后开始其门禁控制系统硬件开发工程师职业生涯,随后一直在不同的供应商和分销商从事应用工程岗位。闲暇时间,他爱好摄影,喜欢对电子设备进行修修补补。

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