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(huì)造成其絕緣損壞，但電流異常增大（如短路、過負(fù)荷等），則會(huì)造成絕緣的損壞，甚至燒斷導(dǎo)體。因此，許多標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都作出規(guī)定。

發(fā)生故障時(shí)，故障電流在故障回路里流通，如果不及時(shí)切斷故障回路將會(huì)釀成大禍！故障回路存在三個(gè)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(shí)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(jì)算，因?yàn)樵S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(jì)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(xiàng)的要求；
    2)當(dāng)切斷時(shí)間不超過5s時(shí)，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(diǎn)阻抗產(chǎn)生的預(yù)期故障電流(A)；

• t――保護(hù)電器自動(dòng)切斷的動(dòng)作時(shí)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(guó)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(jì)算和選取。當(dāng)計(jì)算所得截面積尺寸是非標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)，應(yīng)采用最接近的較大標(biāo)準(zhǔn)截面積的導(dǎo)體。

    3)單獨(dú)敷設(shè)的保護(hù)接地導(dǎo)體的截面積，當(dāng)有防機(jī)械損傷保護(hù)時(shí)，銅導(dǎo)體不應(yīng)小于2.5mm²；鋁導(dǎo)體不應(yīng)小于16mm²。無(wú)防機(jī)械損傷保護(hù)時(shí)，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(shí)間

保護(hù)電器切斷故障回路的時(shí)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(shí)，應(yīng)在導(dǎo)體絕緣的溫度上升到不超過允許限值的時(shí)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(shí)間不大于5s時(shí)，短路電流使導(dǎo)體絕緣由正常運(yùn)行的最高允許k溫度上升到極限溫度的時(shí)間t，應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：

• t――短路電流持續(xù)時(shí)間(s)；

• k――不同導(dǎo)體的溫度系數(shù)，可按現(xiàn)行國(guó)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(gè)公式，實(shí)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(shí)間有關(guān)的I²t最大值與預(yù)期電流(交流對(duì)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(jiǎn)言之，斷路器的允通容量是短路時(shí)允許通過斷路器上的能量，只有這樣在短路時(shí)斷路器才能有底氣分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｕ菓?yīng)驗(yàn)了古語(yǔ)“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?yàn)樗请娮顨饣粳F(xiàn)象之一，萬(wàn)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(shí)際應(yīng)用之間如何配合、銜接，需要格外關(guān)注！