電流的熱效應(yīng)是導(dǎo)體通過電流產(chǎn)生熱能的現(xiàn)象。正常情況，導(dǎo)體通過電流不會造成其絕緣損壞，但電流異常增大（如短路、過負(fù)荷等），則會造成絕緣的損壞，甚至燒斷導(dǎo)體。因此，許多標(biāo)準(zhǔn)對此都作出規(guī)定。

發(fā)生故障時，故障電流在故障回路里流通，如果不及時切斷故障回路將會釀成大禍！故障回路存在三個要素：保護(hù)電器、串接在故障電路中的其他電器和線路、切斷故障回路的時間，這三要素是相互關(guān)聯(lián)、相互協(xié)同配合的。

1、線路

線路包括相導(dǎo)體和保護(hù)接地導(dǎo)體。相導(dǎo)體比較容易滿足要求，而保護(hù)接地導(dǎo)體需要認(rèn)真的選擇和計算，因為許多情況下，它的截面積小于相導(dǎo)體截面積。在故障情況下故障電流要通過保護(hù)接地導(dǎo)體，因此，它需要足夠的能力（截面積）才能通過故障電流。

為此，《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 51348-2019第7.4.5條第3款規(guī)定，保護(hù)接地導(dǎo)體截面積的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：

    1)保護(hù)接地導(dǎo)體的截面積，可按照公式(7.4.5)確定，也可按表7.4.5進(jìn)行選擇，并滿足本條第3款3)項的要求；
    2)當(dāng)切斷時間不超過5s時，滿足公式(7.4.5)要求；

式中：

• S――保護(hù)接地導(dǎo)體的截面積(mm²)；

• I――流過保護(hù)電器的可忽略故障點阻抗產(chǎn)生的預(yù)期故障電流(A)；

• t――保護(hù)電器自動切斷的動作時間(s)；

• k――由保護(hù)接地導(dǎo)體、絕緣和其他部分的材料以及初始和最終溫度決定的系數(shù)，可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓電氣裝置 第5-54部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 接地配置和保護(hù)導(dǎo)體》GB/T 16895.3附錄A的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算和選取。當(dāng)計算所得截面積尺寸是非標(biāo)準(zhǔn)尺寸時，應(yīng)采用最接近的較大標(biāo)準(zhǔn)截面積的導(dǎo)體。

    3)單獨敷設(shè)的保護(hù)接地導(dǎo)體的截面積，當(dāng)有防機械損傷保護(hù)時，銅導(dǎo)體不應(yīng)小于2.5mm²；鋁導(dǎo)體不應(yīng)小于16mm²。無防機械損傷保護(hù)時，銅導(dǎo)體不應(yīng)小于4mm²；鋁導(dǎo)體不應(yīng)小于16mm²。

詳見：話說PE導(dǎo)體的最小截面積！

2、保護(hù)電器切斷故障回路的時間

保護(hù)電器切斷故障回路的時間也與此關(guān)系密切，在保護(hù)電器切除故障之前，故障回路中所有電器和導(dǎo)體都要承受故障電流的熱效應(yīng)。

民標(biāo)第7.6.2條是關(guān)于配電線路的短路保護(hù)的條款，其中第2款規(guī)定，電纜和絕緣導(dǎo)體發(fā)生短路時，應(yīng)在導(dǎo)體絕緣的溫度上升到不超過允許限值的時間內(nèi)切斷回路電流，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)當(dāng)短路持續(xù)時間不大于5s時，短路電流使導(dǎo)體絕緣由正常運行的最高允許k溫度上升到極限溫度的時間t，應(yīng)按下式計算：

式中：

• t――短路電流持續(xù)時間(s)；

• k――不同導(dǎo)體的溫度系數(shù)，可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓電氣裝置 第4-43部分：安全防護(hù) 過電流保護(hù)》GB/T 16895.5進(jìn)行選取；

• S――導(dǎo)體截面積(mm²)；

• I――短路電流有效值(方均根值，A)。

比較上述兩個公式，實際上是一回事，只是從不同角度看待熱效應(yīng)問題，做出的規(guī)定也有所不同。

3、保護(hù)電器的允通容量

保護(hù)電器——常用的斷路器，其允通容量也與此相關(guān)。斷路器允通容量也稱為I²t特性，由此可以看出它與熱效應(yīng)緊密相關(guān)。允通容量表示與分?jǐn)鄷r間有關(guān)的I²t最大值與預(yù)期電流(交流對稱有效值)的函數(shù)關(guān)系，一般為一條曲線，預(yù)期電流可至最大值，最大的預(yù)期電流是相應(yīng)于額定短路分?jǐn)嗄芰坝嘘P(guān)的電壓的預(yù)期電流。

簡言之，斷路器的允通容量是短路時允許通過斷路器上的能量，只有這樣在短路時斷路器才能有底氣分?jǐn)喽搪冯娏?。正是?yīng)驗了古語“打鐵還需自身硬”！

因此，我們看到I²t就應(yīng)該相關(guān)導(dǎo)體的熱效應(yīng)，因為它是電最氣基本現(xiàn)象之一，萬變不離其中。當(dāng)然，還有許多問題需要研究，尤其產(chǎn)品特性與實際應(yīng)用之間如何配合、銜接，需要格外關(guān)注！