根據(jù)電磁學(xué)分析，載流導(dǎo)線中的電流密度分布規(guī)律為：
式中：jo導(dǎo)體表面( x = 0) 處的電流密度；σ：電導(dǎo)率；μ：磁導(dǎo)率；x ：導(dǎo)體內(nèi)部距表面的深度。
從上式可知，載流導(dǎo)體的電流密度的大小隨導(dǎo)體內(nèi)部距表面的深度x 值的增加而按指數(shù)規(guī)律衰減，換言之，當(dāng)電流流過導(dǎo)線時，載流子將趨于導(dǎo)線的表面，載流子趨于導(dǎo)體表面的這一現(xiàn)象稱為“趨膚效應(yīng)”。根據(jù)這一理論，通電導(dǎo)體中能有效傳導(dǎo)電流的只是導(dǎo)體的表層，而在導(dǎo)體的內(nèi)部形成了一個載流子幾乎為零的“真空”帶。在通電導(dǎo)線中，由于電流的“趨膚效應(yīng)”而降低了導(dǎo)線的有效使用率。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的《機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》(gb5226 - 85) 中有關(guān)機(jī)床電氣設(shè)備所用導(dǎo)線的額定載流容量等級就反映了這一現(xiàn)象。如該標(biāo)準(zhǔn)a1-3 條規(guī)定有關(guān)敷設(shè)在線槽中的銅導(dǎo)線電流滿負(fù)荷載流容量時的選用標(biāo)準(zhǔn)為表1 所示。
從表1 中平均電流密度一欄可見，隨著負(fù)載電流值增大，所選用的導(dǎo)線載面積也隨著增大，而導(dǎo)線的平均電流密度值卻減小了，因而降低了導(dǎo)線的有效使用率。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，在不違反標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的情況下，在電氣設(shè)備裝配中采用“組合導(dǎo)線工藝”來敷設(shè)導(dǎo)線取得了比較滿意的效果。所謂“組合導(dǎo)線工藝”，就是綜合考慮了導(dǎo)線的強(qiáng)度、實際操作的方便程度和材料成本等因素后，根據(jù)導(dǎo)線通過的額定負(fù)載電流值的大小，采用多根較小規(guī)格的導(dǎo)線并聯(lián)組合的方法來代替標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的所需導(dǎo)線規(guī)格。具體組合方法見表2。比如：負(fù)載電流為89a ，按照gb5226-85 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)選用25mm²規(guī)格的導(dǎo)線，而采用“組合導(dǎo)線工藝”試用兩根10 mm²規(guī)格的導(dǎo)線并聯(lián)組合，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，10 mm²規(guī)格的導(dǎo)線允許通過的額定電流是50a ，所以，導(dǎo)線經(jīng)過適當(dāng)組合后可通過100a 的電流。按照此方法，25 mm²規(guī)格以上的導(dǎo)線可根據(jù)表2 由10 mm²或16 mm²規(guī)格的導(dǎo)線組合而成。
根據(jù)實踐經(jīng)驗，采用“組合導(dǎo)線工藝”有以下幾個明顯的優(yōu)點：
a . 電氣設(shè)備制造廠家為了滿足不同容量設(shè)備的生產(chǎn)需要，必須配備多種不同規(guī)格的導(dǎo)線以保障生產(chǎn)需求，而采用“組合導(dǎo)線工藝”后可減少所需導(dǎo)線的品種數(shù)量，便于集中批量采購，節(jié)約采購成本。
b. 采用“組合導(dǎo)線工藝”后，用較小規(guī)格的導(dǎo)線代替大規(guī)格的粗導(dǎo)線，因為小規(guī)格的導(dǎo)線比較
柔軟，使得現(xiàn)場操作更加容易。
c . 可將導(dǎo)線的電流密度保持在5～6a/ mm²，提高了導(dǎo)線的使用率，降低材料成本。
根據(jù)粗步測算，以市面上每100 米導(dǎo)線售價基準(zhǔn)，完成相同工作，按“組合導(dǎo)線工藝”可節(jié)約導(dǎo)線成本見表3 。
當(dāng)然，在采用“組合導(dǎo)線工藝”時，一定要綜合考慮所選用的導(dǎo)線的強(qiáng)度和便于生產(chǎn)等因素，不能從單純追求降低材料成本為目的而選用過小規(guī)格的導(dǎo)線來組合。
以上是我們在工作中得出的一點小經(jīng)驗，有興趣的讀者不妨試一試。