电线为什么是多根细线？

        乌兰察布线缆多芯线较软，施工布线方便，一般用于控制回路布线；较硬，一般用于主回路布线。乌兰察布线缆不论是多芯线抑或是单芯线，只要它截面积相同，则载流量就相同。

        MNS电动机回路控制抽屉图片，看到电线都是多芯线。很明显，就是为了施工方便。

        这是载流量为4000A 低压开关柜，从右上角4000A。注意到的导线都是铜排，然而从断路器上垂下一根黄绿色的电缆，就是接地线。尽管这根接地线如此之粗，但它还是多芯线。

        如此看来，实际工作中，单芯线的用量会比多芯线少很多。

        回答完了来考虑另外一个问题：

        多芯线的载流量与芯线数量有何关系？有什么限制条件吗？

        提示：截面半径与载流量的关系、某频率电磁场在导线内的穿透深度与载流量的关系、导线外包绝缘层的散热能力与载流量的关系等等）

        1.关于多芯线与载流量的关系

        左侧就是中的一根芯线，直径是D1截面积是S1S1与D1之间的关系是

        S1=π4D12

        由此推得它直径表达式为：

        D1=2S1π

        若单根芯线的长度是L则它对应的外表面有效散热面积为：

        A 1=πD1L

        注意：有效散热面积不包括电线的两个端面。

        为何讨论导线的载流量要与电线的散热面积挂钩？这是因为导线存在电阻，当电流流过它时，导线当然会发热，会有一定的温度。若导线的温度过高，则会破坏导线的绝缘层，降低导线资料的机械强度。所以，导线的载流量一定会和导线的散热能力直接挂钩。

        再设单根芯线的电阻是R1

        再来看K根芯线构成的多芯电线，讨论时暂时不考虑多芯线外面的塑料维护层，认为此多芯电线是裸导线。

        设多芯电线的截面积为SK且有 

        SK=KS1

        于是多芯电线的等效直径DK为：

        DK=2SKπ=2KS1π=KD1

        多芯电线的有效散热面积AK为：

        A K=πDKL=πKD1L=KA 1

        还知道，这K根芯线之间是并联关系。既然单根芯线电阻是R1那么这K根芯线的电阻就是

        RK=R1K

        知道，导线散发的热量与导线的外表积成正比。对于单根的电线，其散热量P1表达式为：

        P1=MA 1

        这里的M为散热系数。

        对于K根芯线并联的多芯电线，其散热量为：

        PK=MA K=MKA 1=KP1

        当导线处于平衡态时，导线的发热量P与导线的散热量P'相等，也即：

        P1=P1′,PK=PK′

        并且有：

        P1=I12R1

        PK=IK2RK

        注意这里的I1单根芯线的载流量，IK多芯线的载流量。终的目的就是求出IK与I1之间的关系表达式。

        由此我可以推出如下表达式：

        P1PK=P1′PK′?I12R1IK2RK=P1′KP1′=1K?IK=I1KK

        上式中的式子就是所需要的式子。把它罗列如下，以强调一下：

        用上式来构建下表：

        此表就是多芯电线的载流量与单根芯线载流量之间的关系。

        来看《中的实际表，此表中的数据并非裸导线，而是实际电线参数，如下：

        以4平方导线为例，已知单根导线的载流量是47A 

        2根导线并联时，

        I2=4722≈471.6818=79.0446A 

        实际值为79.1A 

        3根导线并联时，

        I3=4733≈472.2795=107.1365A 

        实际值为107A 

        10根导线并联时，

        I10=471010≈475.6234=264.2998A 

        实际值为264A 

        原来，电工手册》中的数据就是这么得到和我计算的结果基本一致。

        2.关于导线的和临近效应的讨论

        方便起见，直接引用我上课的课件，如下：

        趋肤效应并非只针对频率较高的场所，事实上，对于50赫兹的普通，当导线为普通铜材料时，也可以计算出它穿透深度，如下：

        b=ρ2πfμ=1.710?82π×504π×10?7≈6.56210?3m=6.6mm

        也就是说，若铜导线的直径大于2X6.6=13.2mm尽管此时流过导线的电流只是普通，但它也会出现趋肤效应。所以，工业环境下，大电流导线一般均采用铜排，铜排的厚度一般为10毫米。

        所以，尽管只是50赫兹的交流电，但也一定要注意不要让导线的连接处叠厚超过13毫米。

        3.关于导线敷设采用多芯线还是单芯线的问题

        对于开关柜和，柜内控制线的选择，一般都采用多芯线。线的颜色为黑色，头尾用来区分导线用途和接点定义。

        值得注意的由于多芯线的线头会散开，所以必需用铜接头压接后接入，并且一个接线端子多只能接两条线。

        对于较长距离的布线，则应当采用单芯线。单芯线的强度大，能保证电缆不至于被拉断。

        对于家装布线，则建议以多芯线为好，以便线头连接。