2.5 导线表面温度随时间的变化情况
图6为在500 A放电4s 10AWG线表面温度随时间变化曲线。从图6中可以看出,从放电开始温度急速上升,到达最高温度86.2℃,所需时间为20s,即放电时间内导线温度并没有达到最高,而是有一个滞后的过程。出现这种情况是因为热量从导体到绝缘层再到导线表面的传导过程中,受到热量堆积、材料导热系数较小的影响。而从最高温度降温到40℃这个“安全温度”所需时间为2.5 min。从便携式汽车应急启动电源的使用角度分析,在通电后的20s内,温度飘升明显,这时候便携式汽车应急启动电源安全风险较大;而在便携式汽车应急启动电源使用完毕后,需足够的冷却时间,否则会发生因卸下启动电源时接触高温导线而发生的烫伤事故。
3 结论
对便携式汽车应急启动电源用导线进行表面温度测试可知:在恒定放电电流的情况下,导线表面温度与放电时间呈一次方程线性关系;而在恒定放电时间的情况下,导线表面温度与放电电流符合二次方程模型。这2个模型能有效评估便携式汽车应急启动电源短时大电流放电时导线的表面温度,计算出适用于短时大电流放电的导线过流值,对便携式汽车应急启动电源导线的选用具有较好的参考价值。根据模型计算出以80℃为导线表面温度上限,10AWG和12AWG导线放电2~6s的过流值分别为719.1~456.2 A和449.1~304.3 A。对比单次放电情况和多次间歇放电情况可知:在冷却时间不足的情况下,2种放电情况所导致的导线表面温度接近。在使用不同导体横截面积的导线时,在较低电流下导线表面温度差距不明显;当放电电流升高到一定程度时,导体横截面积较小的导线表面温度更大,即对大电流放电不相容。在使用便携式汽车应急启动电源时应该注意,在使用结束后需有足够的冷却时间,让导线恢复到安全的温度之下,降低烫伤的风险。