载流量修正与短路热稳定计算器原理与使用指南

按环境温度修正持续载流量 I(T_a)=I₀√((T_max−T_a)/(T_max−T₀))，并按短路热稳定判据 S≥I_k√t_k/C 校核最小截面，用于接触线与附加导线截面选型校核。

输入参数

参数	单位	允许范围	说明
基准载流量 I₀	A	10 ~ 3000	标准环境（25℃）持续载流量
允许温度 T_max	℃	60 ~ 300	线材允许最高温度
实际环境温度 T_a	℃	−40 ~ 80	最不利环境温度
短路电流 I_k	kA	1 ~ 100	热稳定等效值（供电计算给出）
切除时间 t_k	s	0.01 ~ 5	保护动作全切除时间
热稳定系数 C	A·√s/mm²	50 ~ 300	材质系数
拟选截面	mm²	可选	填后输出热稳判定

计算公式

$I(T_{a})=I_{0}{\sqrt {\frac {T_{max}-T_{a}}{T_{max}-T_{0}}}},\qquad S\geq {\frac {I_{k}{\sqrt {t_{k}}}}{C}}$

热平衡方程思路

持续载流量本质上是稳态热平衡问题：电流产生的焦耳热与日照吸收热等于辐射散热与对流散热之和，

$I^{2}R(T)+P_{solar}=P_{rad}(T)+P_{conv}(T)$

其中交流电阻、辐射与对流散热项均随线温与环境条件（风速、日照强度、环境温度）变化。令平衡温度等于线材允许最高温度，解出的电流即该工况下的持续载流量。本工具的温度修正式即上述平衡关系在"散热能力随环境变化近似可折算"假设下的简化形式，只覆盖环境温度一项；高海拔（空气密度下降削弱对流）、长大隧道（散热环境改变）与日照叠加场景须按载流量与温升设计中的环境修正另行叠加。

短路热稳定校核

短路电流作用时间远短于导体的散热时间常数，故按绝热假设处理：短路热量全部用于导体升温，

$I_{k}^{2}t_{k}=C^{2}S^{2}$

其中 C 为综合热稳定系数，由材料比热、密度、电阻温度系数与允许短路温升折算（量纲 A·√s/mm²）。整理即得最小截面判据 $S\geq I_{k}{\sqrt {t_{k}}}/C$ 。使用要点：t_k 应取保护动作时间与断路器全分闸时间之和；I_k 为供电计算给出的热稳定等效短路电流；铜与铜合金的 C 值差异显著，混合材质（如铜铝过渡、铝包钢）接头区段应按薄弱材质校核。短路电流热效应计算的体系性依据见 IEC 60865 标准卡。

适用条件

修正式仅覆盖环境温度项，高海拔、长大隧道、日照叠加场景须另行叠加散热修正（见载流量与温升设计"环境修正"节）。
短路热稳定通常对附加导线截面起控制作用；I_k 与 C 为设计输入，须核对供电计算书与设计手册。

计算结果仅供参考，实际工程以设计计算书为准。

使用指南

选择接触线型号（如 CTS-120）与环境条件（环境温度、风速、最高允许温度）；
输入持续牵引电流或短时电流；
计算修正后载流量并校验短路热稳定。

计算示例

CTS-120 接触线（标称截面 120 mm²，依据 TB/T 2809-2017）在环境温度 40 ℃、无风（基准工况）条件下：

基准载流量（基准环境温度 25℃ 无风）：约 600 A
环境温度修正系数 Kt ≈ 0.85 → 修正载流量 ≈ 510 A（依据本页修正公式推算）
短路热稳定校验：短路电流 25 kA / 短路时间 0.1 s 时温升在允许范围内

依据 TB/T 2809-2017 表列值与环境修正公式。

理论基础

关联规范

EN 50119：接触线/附加导线材料与载流能力
IEC 60865：短路电流热效应计算
载流量标称值的口径提示：接触线与绞线的载流量参考值为标准试验条件下的计算值（试验条件与表列值见 TB/T 2809 标准卡与 TB/T 3111 标准卡），工程应用必须按实际环境温度、风速与日照条件修正，不得直接引用表值作验收判定。

版本信息

版本：v1.0
更新日期：2026-09-5

参考资料

[1] Ampacity（Wikipedia, 访问日期 2026-08-24） —— 载流量定义与修正因素；适用条款：§ 全文。
[2] TB/T 2809-2017 《电气化铁路用铜及铜合金接触线》 —— 载流量表列值与标准试验条件（附录 A）；适用条款：附录 A。