导电线芯:
导电线芯及裸导体制品
1.圆单线的截面和重量计算:
(1)单一材料的圆单线:
截面:F=0.25π*d12(mm2)
重量:W1=F*r=0.25π*d12*r(kg/km)
W1铜=6.982d12(kg/km), W1铝=2.121d12(kg/km),W1钢=6.126d12 (kg/km)
F—圆单线截面积mm2,W1--导线重量kg/km,d1—圆单线直径mm,r—所用材料比重g/cm3。
(2)双金属线:
1)重量系数法:
W2=W1*K;W2锡=W1铜*K=6.982d12*K
2)综合比重法:
W2=0.25π*d12*r2 *(r-r1)/(r2-r1)
W2-镀层材料重量kg/km;K-镀层的重量系数见表1;
d2—镀层单线的直径mm;r-有镀层材料的比重g/cm3;
r1—内层材料的比重g/cm3;r2—镀层材料的比重g/cm3。
表1
线径(mm) | K | 线径(mm) | K |
0.08—0.14 | 0.0525 | 0.85—0.95 | 0.0153 |
0.15—0.19 | 0.0366 | 0.96—1.10 | 0.0143 |
0.20—0.24 | 0.0304 | 1.11—1.35 | 0.0138 |
0.25—0.29 | 0.0268 | 1.36—1.67 | 0.0117 |
0.30—0.36 | 0.0240 | 1.68—1.75 | 0.0104 |
0.37—0.39 | 0.0220 | 1.76—1.81 | 0.0101 |
0.40—0.47 | 0.0202 | 1.82—2.00 | 0.0097 |
0.48—0.59 | 0.0198 | 2.01—3.51 | 0.0088 |
0.60—0.73 | 0.0178 | 3.52 及以上 | 0.0078 |
0.74—0.84 | 0.0165 |
2.型线的截面和重量计算
1) 裸扁线的截面和重量计算
(1) 截面F=a*b-f=a*b-[(2R)2-πR2]= a*b-0.358R2 (mm2)
(2) 周长C=2(a+b)-L=2(a+b)-(8R-2πR)=2(a+b)-1.72R (mm)
(3) 重量W1=F*r (kg/km)
a— 扁线厚度mm,b—扁线宽度mm;
R—扁线的圆角半径mm,r—方角一圆角截面的差数mm2;
L—方欠与圆角周长的差数mm,F—扁线截面积mm2;
C—扁线的周长mm,r—所用材料比重g/cm3。
2) 双沟形电车线截面和重量计算
双沟形是车线截面可用作图法分块计算,然后相加而得,或使用求积仪测得。但在计算重量时可用标称截面计算。
(1) 铜电车线
W=F*8.89 (kg/km),F—标称截面mm2;
(2) 铝合金电车线
W=F*r (kg/km),r—铝合金比重g/cm3;
(3) 钢铝电车线
W=W铜+W铝=F钢*r钢+F铝*r铝(kg/km)
3) 高压电缆用型线芯重量计算
(1) 空心绞合线芯直径D
D=D0+2(tz+t弓) (mm)
(2) 重量
W=(FZnZ+F弓n弓)*r*K(kg/km)
tz、t弓—Z形及弓形线厚度mm,D0—油道直径mm;
FZ、F弓—Z形及弓形线厚度mm,nZ、n弓—Z 形及弓形线根数;
r—所用材料比重g/cm3,K—线芯绞入系数。
二、绞线
1.绞合线芯的结构计算
1)线芯按正规绞合时总根数
表2
中心层根数 | 按正规绞合时总根数 | 备注 |
1 | Z=1+3n(n-1) | n—层数(包括中心层 n为 1) Z—绞合线芯根数 |
2 | Z=(3n-1)n | |
3 | Z=3n2 | |
4 | Z=(3n+1)n | |
5 | Z=(3n+2)n | |
6 | Z=3n(n+1) |
2)线芯绞合外径计算
(1)按正规绞合时,中心为1—6根,线芯外径比M 的计算按表3绞合线芯外径比M可查表4计算。
表3
中心线根数 | 外径比 M | 中心线根数 | 外径比 M |
1 | M=2n-1 | 4 | M=2n+0.414 |
2 | M=2n | 5 | M=2n+0.7 |
3 | M=2n+0.154 | 6 | M=2n+1 |
(2)非正规绞合时,线芯外径比M 的计算:
M=D/d=d[1+1/sin(180°/Z)]/d=1+1/sin(180°/Z)
(3)线芯外径:
D=M*d
Z—外层根数,d—单线直径mm,n—层数;
D—线芯直径mm,M—外径比。
表4
总根数 | 结构形式 | 外径比M | 总根数 | 结构形式 | 外径比M |
2 | 2 | 2 | 22 | 1+8+13 | 5.7 |
3 | 3 | 2.154 | 23 | 2+8+13 | 6 |
4 | 4 | 2.414 | 24 | 2+8+14 | 6 |
5 | 5 | 2.7 | 25 | 3+8+14 | 6.154 |
6 | 6 | 3 | 26 | 3+9+14 | 6.154 |
7 | 1+6 | 3 | 27 | 3+9+15 | 6.154 |
8 | 1+7 | 3.3 | 28 | 4+9+15 | 6.414 |
9 | 1+8 | 3.7 | 29 | 4+9+16 | 6.414 |
10 | 2+8 | 4 | 30 | 4+10+16 | 6.414 |
11 | 3+8 | 4.154 | 31 | 5+10+16 | 6.7 |
12 | 3+9 | 4.154 | 32 | 5+11+16 | 6.7 |
13 | 4+9 | 4.414 | 33 | 5+11+17 | 6.7 |
14 | 4+10 | 4.414 | 34 | 6+11+17 | 7.0 |
15 | 5+10 | 4.7 | 35 | 6+12+17 | 7.0 |
16 | 5+11 | 4.7 | 36 | 6+12+18 | 7.0 |
17 | 0+6+11 | 5 | 37 | 1+6+12+18 | 7.0 |
18 | 0+6+12 | 5 | 38 | 1+7+12+18 | 7.3 |
19 | 1+6+12 | 5 | 38 | 2+6+12+18 | 8 |
20 | 1+6+13 | 5.154 | 39 | 1+7+13+18 | 7.3 |
21 | 1+7+13 | 5.3 | 39 | 2+7+12+18 | 8 |
40 | 1+7+13+19 | 7.3 | 53 | 5+10+16+22 | 8.7 |
40 | 2+7+12+19 | 8 | 54 | 5+10+17+22 | 8.7 |
41 | 2+7+13+19 | 8 | 55 | 5+11+17+22 | 8.7 |
42 | 2+8+13+19 | 8 | 56 | 5+11+17+23 | 8.7 |
43 | 2+8+14+19 | 8 | 57 | 6+11+17+23 | 9.0 |
44 | 2+6+14+20 | 8 | 58 | 6+12+17+23 | 9.0 |
45 | 3+8+14+20 | 8.154 | 59 | 6+12+18+23 | 9.0 |
46 | 3+9+14+20 | 8.154 | 60 | 6+12+18+24 | 9.0 |
47 | 3+9+15+20 | 8.154 | 61 | 1+6+12+18+24 | 9.0 |
48 | 3+9+15+21 | 8.154 | 62 | 2+6+12+18+24 | 10 |
49 | 4+9+15+21 | 8.414 | 63 | 2+7+12+18+24 | 10 |
50 | 4+10+15+21 | 8.414 | 63 | 1+7+13+18+24 | 9.3 |
51 | 4+10+16+21 | 8.414 | 64 | 2+7+13+18+24 | 10 |
52 | 4+10+16+22 | 8.414 | 91 | 1+6+12+18+24+30 | 11 |
3)复绞线外径计算:D=M*d
其中:M—外径比,d—单丝外径mm。
复绞线外径比
表5
复绞线结构 (股数/单线根数/单线直径) | 外径比 M | 复绞线结构 (股数/单线根数/单线直径) | 外径比 M |
4/19/d | 11.96 | 19/37/d | 34.25 |
6/19/d | 14.76 | 27/7/d | 17.96 |
7/7/d | 8.803 | 27/16/d | 27.54 |
7/11/d | 12.21 | 27/18/d | 30.73 |
7/12/d | 12.21 | 27/49/d | 48.73 |
7/14/d | 12.96 | 30/19/d | 31.57 |
7/19/d | 14.76 | 31/19/d | 32.98 |
7/27/d | 18.16 | 33/19/d | 32.98 |
7/32/d | 19.23 | 37/7/d | 20.52 |
12/7/d | 12.22 | 37/8/d | 22.84 |
14/7/d | 12.96 | 37/12/d | 27.84 |
14/9/d | 15.54 | 37/16/d | 29.36 |
19/7/d | 14.7 | 37/19/d | 34.41 |
19/10/d | 19.36 | 37/21/d | 35.42 |
19/11/d | 19.92 | 48/7/d | 23.89 |
19/13/d | 21.32 | 48/19/d | 40.05 |
19/14/d | 21.35 | 52/19/d | 41.39 |
19/15/d | 22.29 | 61/7/d | 26.53 |
19/17/d | 24.42 | 61/12/d | 36.56 |
19/18/d | 24.58 | 61/14/d | 38.12 |
19/22/d | 27.38 | 61/32/d | 58.89 |
19/26/d | 30.11 | 61/46/d | 71.88 |
19/27/d | 30.11 |
4) 束线芯的结构计算:
(1) 束线芯各层根数及总根数的计算:
a:中心为1 根时,第n 层及总根数
第一层Z1=1,第n层Zn=6(n-1) (n>2)
总根数Z=3n2-3n+1
B:中心为2—5 根时,第n 层及总根数
第一层Z1(2、3、4、5 根) 第n 层Zn=Z1+6(n-1)
总根数Z=3n2-3n+nZ1
(2) 束线芯外径计算
a:中心为1—6 根时外径经比的计算可按正规绞合外径比计算:D=M束*d*K
d—单线直径mm;K为束线后外径调整系数,因为束线层数越多,其外径由于嵌入空隙而比正规排列有所减小,所以通过调整系数K予以调整。
束线外径比M束和调整系数
表6
中心根数 | 层次 | 单线根数 Z | 外径比M束 | 调整系数 K | |
最大 | 平均 | ||||
1 | 中心 | 1 | 1 | 1 | |
1 | 7 | 3 | 3 | 1.0 | |
2 | 19 | 5 | 4.96 | 0.99 | |
3 | 37 | 7 | 6.94 | 0.99 | |
4 | 61 | 9 | 8.91 | 0.99 | |
5 | 91 | 11 | 10.89 | 0.99 | |
6 | 127 | 13 | 12.73 | 0.99 | |
2 | 中心 | 2 | 2 | 2 | 1.0 |
1 | 10 | 4 | 5.97 | 0.992 | |
2 | 24 | 6 | 5.96 | 0.994 | |
3 | 44 | 8 | 7.96 | 0.995 | |
4 | 70 | 10 | 9.95 | 0.996 | |
5 | 102 | 12 | 11.96 | 0.997 | |
6 | 140 | 14 | 13.96 | 0.997 | |
3 | 中心 | 3 | 2.154 | 2.15 | 1.0 |
1 | 12 | 4.154 | 4.12 | 0.991 | |
2 | 27 | 6.154 | 6.11 | 0.992 | |
3 | 48 | 8.154 | 6.11 | 0.992 | |
4 | 75 | 10.154 | 10.11 | 0.995 | |
5 | 108 | 12.154 | 12.11 | 0.996 | |
6 | 147 | 14.154 | 14.11 | 0.996 | |
4 | 中心 | 4 | 2.414 | 2.41 | 1.0 |
1 | 14 | 4.414 | 4.40 | 0.997 | |
2 | 30 | 6.414 | 6.37 | 0.993 | |
3 | 52 | 8.414 | 8.35 | 0.992 | |
4 | 80 | 10.414 | 10.32 | 0.991 | |
5 | 114 | 12.414 | 12.30 | 0.991 | |
6 | 154 | 14.414 | 14.28 | 0.992 | |
5 | 中心 | 5 | 2.7 | 2.7 | 1.0 |
1 | 16 | 4.7 | 4.698 | 0.999 | |
2 | 33 | 5.7 | 6.698 | 0.999 | |
3 | 56 | 8.7 | 8.698 | 0.999 | |
4 | 85 | 10.7 | 10.698 | 0.999 | |
5 | 120 | 12.7 | 12.698 | 0.999 | |
6 | 161 | 14.7 | 14.698 | 0.999 |
b.中心根数无法分清时外径的计算:
D=1.05[(4Z-1)/3]1/2*d (mm)
其中:Z—单线总根数,d—单线标称直径mm
2.绞合线芯的重量计算
(1)普通绞线:由相同线径的同一种材料构成
截面:F=π/4 *d2Z (mm2)
重量:W=F*r*Km (kg/km)
其中:d—单线标称直径mm,Z—单线根数;
r—所用材料比重g/cm3,Km—平均绞入系数。
(2) 组合绞线由不同材料的单线构成,不同材料的单线直径有相同的,
也有不同的。
不同材料相同单线直径的截面和重量:
截面:F=F1+F2=π/4*d2Z1+π/4*d2Z2=π/4*d2(Z1+Z2)(mm2)
重量:W=W1+W2=F1*r1*K1m+F2r2*K2m=π/4*d(2Z1*r1*K1m+Z2*r2*K2m)(kg/km)
不同材料不同单线直径的截面和重量:
截面:F=F1+F2=π/4*f*Z1+π/4*d22*Z2=π/4(d12Z1+d22Z2)(mm2)
重量:W=W1+W2=F1*r1*K1m+F2*r2*K2m=π/4(d12Z1r1K1m+d22Z2r2K2m)(kg/km)
其中:d1、d2—两种不同材料的单线标称直径mm,r1、r2—两种不同材料的比重g/cm3;
Z1、Z2—两种不同材料的单线根数,d 单线标称直径mm;
K1m、K2m—两种不同材料单线绞合的平均绞入系数。
对于钢芯铝绞线的材料重量计算,应该采用组合绞线的计算方法。先计算出每公里各种材料的重量以后,再算出每吨产品各种材料的重量。
W=W1+W2
其中:W—钢芯铝绞线总重kg/km,W1—钢线重量 kg/km,W2—铝线重量 kg/km
每吨钢芯铝绞线中钢重量为:W1ˊ=W1/W*1000(kg/t)
每吨钢芯铝绞线中铝重量为:W2ˊ=W2/W*1000(kg/t)
注:对探测电缆、野外电缆用钢、铜混绞线也用此公式)
(3)复绞线:
重量:W=W股*Z股*K复(kg/km)
其中:Z股—复绞线中股数,W股--绞制股线的重量 kg/km,K复--复绞线绞入系数
(4)束线:
重量:W=π/4*d2 Z*r*K kg/km
其中:d--单线标称直径,mm;r—所用材料比重 g/cm3;K—绞入系数查表7;Z—单线根数。
2.绞入系数K值的理论计算:
∵Mp=h/D
∴h=Mp*D
∵L=[h2+(πD)2]1/2=[(MpD)2+(πD)2]1/2=D(Mp2+π2)1/2
∴K=L/h= D(Mp2+π2)1/2/Mp*D=[1+(π/Mp)2]1/2
其中:Mp—节距比,h—节距,D—导线直径。
绞入系数查对表
表7
节距比 M | 绞入系数 K | 节距比 M | 绞入系数 K | 节距比 M | 绞入系数 K | 节距比 M | 绞入系数 K |
0.05 | 62.8 | 3.25 | 1.391 | 10.25 | 1.046 | 20 | 1.012 |
0.10 | 31.4 | 3.5 | 1.343 | 10.5 | 1.044 | 21 | 1.011 |
0.15 | 20.96 | 3.75 | 1.304 | 10.75 | 1.042 | 22 | 101 |
0.20 | 15.73 | 4.0 | 1.271 | 11.0 | 1.040 | 23 | 1.0093 |
0.25 | 12.6 | 4.25 | 1.243 | 11.25 | 1.038 | 24 | 1.0088 |
0.30 | 10.52 | 4.5 | 1.291 | 11.5 | 1.037 | 25 | 1.0079 |
0.35 | 9.027 | 4.75 | 1.199 | 11.75 | 1.035 | 26 | 1.0073 |
0.40 | 7.914 | 5.0 | 1.181 | 12.0 | 1.034 | 27 | 1.0068 |
0.45 | 7.049 | 5.25 | 1.165 | 12.25 | 1.032 | 28 | 1.0063 |
0.50 | 6.359 | 5.5 | 1.151 | 12.5 | 1.031 | 29 | 1.0059 |
0.55 | 5.796 | 5.75 | 1.139 | 12.75 | 1.030 | 30 | 1.0055 |
0.60 | 5.328 | 6.0 | 1.129 | 13.0 | 1.029 | 31 | 1.0051 |
0.65 | 4.933 | 6.25 | 1.119 | 13.25 | 1.028 | 32 | 1.0048 |
0.70 | 4.596 | 6.5 | 1.111 | 13.5 | 1.027 | 33 | 1.0045 |
0.75 | 4.305 | 6.75 | 1.011 | 13.75 | 1.026 | 34 | 1.0043 |
0.80 | 4.050 | 7.0 | 1.096 | 14.0 | 1.025 | 35 | 1.004 |
0.85 | 3.827 | 7.25 | 1.090 | 14.25 | 1.024 | 36—40 | 1.0038 |
0.90 | 3.629 | 7.5 | 1.084 | 14.5 | 1.023 | 41—50 | 1.0027 |
0.95 | 3.453 | 7.75 | 1.079 | 14.75 | 1.022 | 51—60 | 1.0016 |
1.00 | 3.295 | 8.0 | 1.074 | 15.0 | 1.021 | 61—70 | 1.0012 |
1.25 | 2.704 | 8.25 | 1.070 | 15.5 | 1.020 | 71—80 | 1.0009 |
1.50 | 2.320 | 8.5 | 1.066 | 16.0 | 1.019 | 81—90 | 1.0007 |
1.75 | 2.054 | 8.75 | 1.062 | 16.5 | 1.018 | 91—100 | 1.0006 |
2.00 | 1.861 | 9.0 | 1.059 | 17.0 | 1.017 | 101—110 | 1.00044 |
2.25 | 1.717 | 9.25 | 1.056 | 17.5 | 1.016 | 111—127 | 1.00035 |
2.50 | 1.605 | 9.5 | 1.053 | 18.0 | 1.015 | 127以上 | 1.0003 |
2.75 | 1.513 | 9.75 | 1.051 | 18.5 | 1.014 | ||
3.00 | 1.448 | 10.0 | 1.048 | 19.0 | 1.013 |
三、紧压圆形线芯的重量计算:
1.单芯W=F*r*η*K1m (kg/km) S=π/4*d2*Z*η (η=1/μ)
2.多芯W=F*r*N*η*K1m*K2m(kg/km)
其中:截面为25—70mm2 η=0.95,μ=1.05
截面为95—120mm2 η=0.97,μ=1.035
截面为150— mm2 η=0.96,μ=1.04
F—线芯面积mm2
r—所用材料比重g/cm3
K1m—线芯平均绞入系数
K2m—成缆时平均绞入系数
N—成缆线芯根数,μ—延伸系数
四、扇形线芯的结构和重量计算
1.扇形线芯有两芯180°、三芯120°和四芯3*100°+1*60°
线芯高度与相当圆直径的关系
表8
标称截面mm2 | 计算截面mm2 | 半圆及扇形线芯 高度h(mm) | 线芯相当圆直径mm2 | 绝缘后半圆及扇形线芯高度 h(mm) | ||||
半圆2 芯180° | 扇形3 芯120° | 扇形3+1芯 100° | 半圆2 芯180° | 扇形 3 芯120° | 扇形 3+1 芯100° | |||
25 | 24.2 | 4.2 | 4.9 | 5.7 | 6.68 | 4.2+2t | 4.9+2.155t | 5.7+2.31t |
35 | 34 | 5.0 | 5.8 5.9 | 6.5 6.6 | 7.97 | 5.0+2t | 5.8+2.155t 5.9+2.155t | 6.5+2.31t 6.6+2.31t |
50 | 48.4 | 6.0 | 7.0 7.1 | 7.9 | 9.54 | 6.0+2t | 7.0+2.155t 7.1+2.155t | 7.9+2.31t |
70 | 67.8 | 7.2 | 8.5 | 9.3 9.4 | 11.15 | 7.2+2t | 8.5+2.155t | 9.3+2.31t 9.4+2.31t |
95 | 92 | 8.5 | 9.8 9.9 | 11.3 | 13.05 | 8.5+2t | 9.8+2.155t 9.9+2.155t | 11.3+2.31t |
120 | 116.5 | 9.6 | 11.2 | 12.3 | 14.64 | 9.6+2t | 11.2+2.155t | 12.3+2.31t |
150 | 145.2 | 10.7 | 12.8 | 13.7 | 16.55 | 10.7+2t | 12.8+2.155t | 13.7+2.31t |
185 | 179.5 | 14.2 14.3 | 15.1 | 18.45 | 14.2+2.115t 14.3+2.155t |
15.1+2.31t | ||
240 | 233 | 16.2 | 21.00 | 16.2+2.155t |
注:t—绝缘厚度毫米
2.扇形线芯重量计算:
绞线W=F*r*N*η*K1m*K2m(kg/km)
独根扇形线W= F*r*N*K2m (kg/km)(符号同紧压圆形线芯)
五、通讯电缆的结构和重量:
1.通讯是缆的绞线组及成缆直径的计算见表9
(1)绞线组直径的计算见表9
其中:D—绞线直径mm,d--单线直径mm;
Δ1—绝缘厚度mm,Δ2—屏蔽层厚度mm;
(2)电缆外径D
a.纸带绝缘对绞市话电缆外径
D=M*d组(mm)
其中:d 组—对绞组直径mm
M—外径比(查电线电缆手册、二册768 页表12—37)
b.塑料绝缘对绞市话、局用及配线电缆外径
5 对以下的电缆芯外径D=2Md mm
10—100 对电缆外芯,D=(4/π*S*K)1/2 mm
其中:S—所有单根绝缘线芯的总截面积mm2,K—绞缆外径系数。
(查电线电缆手册、二册769 页表12—38)
绞线组直径的计算
表9
序号 | 截面示意图 | 线对名称 | 代表符号 | 简图符号 | 绞线直径 计算公式 |
1 | 双线组 | 1*2*d | D=165d (纸绝缘) D=2d(塑料绝缘) | ||
2 | 加强 | 1*2*d | D=1.65d+2Δ1 | ||
双线组 | D=2d+2Δ | ||||
3 |
屏蔽双线组 | 1*2*d | D=1.65d+2Δ2 D=2d+2Δ2 | ||
4 | 星形 四线组 | 1*4*d | D=2.32d | ||
5 | 加强星形 四线组 | 1*4*d | D=2.32d+2Δ1 | ||
6 | 屏蔽星形 四线组 | 1*4*d | D=2.32d+2Δ1+2Δ2 | ||
7 | 四线组 | 1*2*2*d | D=2.6d(纸绝缘) D=4d(塑料绝缘) | ||
8 | 双星形 线组 |
1*2*4*d | D=3.9d(纸绝缘) D=4.82d(塑料绝缘) | ||
9 | 六线组 | 1*2*3*d | D=3.55d(纸绝缘) D=4.3d(塑料绝缘) |
2.同轴电缆导电线芯重量计算:
(1) 内导体W1=π/4*d12*r*Z1*K(kg/km)
(2) 外导体W2=b*δ*r*Z1*K(kg/km)
(3) 对称四线组、信号线:
W3=π/4*d2*r*Z2*K1*K(kg/km)
其中:d1—内导体标称直径mm,d2—对称线或信号线标称直径mm;
r—所用材料比重g/cm3,K1—星绞或对绞绞入系数查表7;
K—成缆绞入系数查表7;
Z1、Z2—一根电缆中,同轴对或对称线、信号线单线根数。
挤压式绝缘层及护层
一、圆形挤压式:
1.绝缘层:
(1)单线挤压式绝缘层的重量
直径:D0=D+2t mm
截面:F=π(d+t)t mm2
重量W=π(d+t)t*r (kg/km)
N 根单线挤压式绝缘层重量:
W=π(d+t)t*r*N*K(kg/km)
(2)绞线(或束线)芯边隙无填充物挤压绝缘层重量:
1)挤包W=[π(D+t)t+Q1]r*N*K (kg/km)
2)纵包W=[π(D+t)t+4/5*Q1]r*N*K(kg/km)
(3)复绞线(束绞线)芯挤压式绝缘层重量:
重量W=[π(D+t)t+Q1+Q2] r*N*K (kg/km)
其中:D0、D—单线或绞线(束线)、复绞线(束绞线)直径mm,t—绝缘厚度mm,r—所用材料比重g/cm3,N—绝缘线芯根数,K—成缆绞入系数,Q1—绞线(或束线)边隙面积mm2, Q2—复绞线(或束绞线)边隙面积mm2,绞线(或束线)芯边隙面积Q1 的计算,见表11
Q1=Z*π/4*d2{(2K2-Z-2/2Z)-[K(K-2)]1/2/π}mm2
其中:d--单线直径mm,K—绞线外径比(见表4、N),Z—最外层单线根数
绞线(或束线)芯边隙面积Q1。
表11
单线根数 | Q1 mm2 | 单线根数 | Q1 mm2 | 单线根数 | Q1 mm2 |
7 | 1.33d2 | 15 | 2.44d2 | 37 | 4.01d2 |
8 | 1.39d2 | 19 | 2.54d2 | 43 | 5.89d2 |
10 | 2.98d2 | 24 | 4.84d2 | 49 | 8.00d2 |
11 | 3.64d2 | 27 | 4.1d2 | 61 | 5.77d2 |
12 | 2.5d2 | 30 | 3.96d2 | 91 | 7.85d2 |
14 | 2.43d2 | 32 | 5.74d2 | 127 | 10.19d2 |
复绞线股线边隙面积Q2 的计算,见表12
Q2=2/3*A*Z*d12
其中:A—股线是7 根绞线为1.33;股线是19根绞线为2.54;Z—股线最外层根数;d1—单线直径mm。
复绞线股线边隙面积Q2
表 12
最外层根数 (A=1.33) | Q2 mm2 | 最外层根数 (A=1.33) | Q2 mm2 | 最外层根数 (A=2.54) | Q2 mm2 |
6 | 5.32 d12 | 18 | 15.96 d12 | 6 | 210.16 d12 |
10 | 28.87 d12 | 21 | 218.62 d12 | 15 | 225.4 d12 |
12 | 10.54 d12 | 24 | 21.26 d12 | 18 | 30.48 d12 |
15 | 13.3 d12 |
(4)其它形式的绝缘层的重量计算:
1)鱼泡式绝缘层的重量
W=π(D-t)t*r*N*K kg/km
其中:D—鱼泡管外径mm,r—鱼泡管材料比重g/cm3,t—鱼泡管厚度mm,N—一根电缆中所用同轴对根数;K—绞缆时,同轴对绞入系数。
2)垫片式绝缘层的重量
W=G/P*103+G/103
其中:G—垫片重量kg/km,P—垫片间的距离mm。
2.护层
(1)有填充物和包带式护层的重量计算:
W=π(D+t)t*r kg/km
(2)不填充和不包带式护层的重量计算:
1) W=[π(D+t)t+Q*K]r kg/km
其中:D—护套前直径mm,t—护套厚度mm,r—所用材料比重g/cm3,K—成缆绞入系数,查表7 ,Q—边隙面积mm2,d—绝缘线芯直径mm。
相同截面的绝缘线芯成缆时时的边隙面积Q
表13
芯数 | Q mm2 | 中心空隙 面积(mm2) | 芯数 | Q mm2 | 中心空隙 面积(mm2) |
2 | 1.57d2 | 5 | 1.25d2 | 0.524d2 | |
3 | 1.24d2 | 0.04 d2 | 6 | 1.33d2 | 1.02d2 |
4 | 1.22d2 | 0.215d2 | 7 |
2)线芯截面不同的多芯电缆护层的重量计算:
1.两大一小:
成缆直径D=Ad1 mm
边隙面积:S1=aπ/4*d12 mm2
S2=bπ/4*d12 mm2
中间空隙S3=cπ/4*d12 mm2
护层重量W=[π(D+t)t+(δ1+2δ2)K]r (kg/km)
2.三大一小
成缆直径D=A*d1 mm
边隙面积δ1=a*π/4* d12 mm2
δ2=b*π/4* d12 mm2
中间空隙δ3=c*π/4* d12 mm2
护层重量W=[π(D+t)t+2(δ1+δ2)K]r (kg/km)
其中:D—成缆直径mm,r—所用材料比重g/cm3;
S1、δ1、δ2—边隙面积mm2;S3、δ3-—中心空隙面积mm2;
d1--大圆形绝缘线芯直径mm;d2--小圆形绝缘线芯直径mm;
A、a、b 和c 可查二大一小、三大一小相应的曲线图
K--成缆绞入系数,可查表7
三大一小可采用
D=1.91d1+0.502d2
δ1=0.45d12-0.145d22 δ2=0.045d12+0.26d22
δ3=0.02 d12+0.2d22 δ总=0.99d12+0.23d22
W=[π(D+t)t+δ总]r (kg/km)
δ总—填充面积mm2
(3)金属纺织后挤包及嵌隙护层的重量计算:
W=π(D+t)[t+(1-P%)2d]r (kg/km)
其中:D—纺织后直径mm,t—护层厚度mm,P%-—纺织密度,1-P%—空隙面积百分数,d—金属丝直径mm,2d—空隙近似高度mm,r—所用材料比重g/cm3。
(4) 皱纹铝包外径D1 的计算:
D1=D+2t+皱纹常数mm
皱纹常数表
表14
皱纹前外径(mm) | 铝包厚度(mm) | 皱纹外径常数 |
16.01—20.0 | 1.4 | 8.7 |
20.01—25.0 | 1.5 | 9.0 |
25.01—30.0 | 1.6 | 9.3 |
30.01—35.0 | 1.7 | 9.6 |
35.01—40.0 | 1.8 | 9.9 |
40.01—45.0 | 1.9 | 10.2 |
皱纹铝包重量W=π(D+皱纹常数+t)t*K*r (kg/km)
其中:D—铝包前直径mm,t—铝包厚度mm;
r—铝的比重g/cm3,K—皱纹压缩系数为1.005。
二、扇形挤压式:
(1) 两芯平行有包带护层的重量计算
W=[π(D0+2t0+t)+2D0]t*r (kg/km)
(2) 两芯平行有填充有包带护层的重量计算
W=[π(D0+2t0+t)+2D0] t*r (kg/km)
(3) 两芯平行不填充式不包带护层的重量计算
1) 平行嵌入式:
W=[π(D0+t)t+(D0+2t)D0-π/4D02]=(3.14t2+5.14D0t+0.215D02)r(kg/km)
2) 8字形
W=2[π(D0+t)t-F弓]r (kg/km)
F弓=t(19t+16D0)[(D0+t)t]1/2/12(D0+t) mm2
(4) 套管式护层的重量计算:
W=[π(D0+t)+2D0]t*r (kg/km)
(5) 三芯平行护层的重量计算:
1)嵌入式:
W=[π(D0+t)t+2D02+4D0t-π/2*D02]r=[3.14t2+7.14D0t-0.43D02]r(kg/km)
2)包代式:
W=[π(D0+2t0+t)t+4D0t]r(kg/km)
其中:D0—绝缘线芯直径mm,t—护套厚度mm;
t0—包带层厚度mm,r—所用材料比重g/cm3
(6) 椭圆形护层的重量计算:
W=π/2(a+b+2t)t*r (kg/km)
其中:a—护套前内壁高度mm,b—护套前内壁宽度mm,t—护套厚度mm,r—所用材料比重g/cm3
绕包、浸涂、浸渍和纺织
一、绕包层重量的计算:
1.带状式绕包层重量计算:
(1)圆线
1)按比重法计算:
W=π(d+nt)nt(1±K‘)N*K (kg/km)
2)按平方米计算:
W=π(d+nt)g*(1K‘)N*K (kg/km)
3)按绝缘带宽度计算:
W=b*g*N*K (kg/km) b=π(d+nt)( 1±K‘)sinα mm
其中:d—绝缘前外径mm,nt—绝缘厚度mm;
α—绕包角,g—每平方米重量g/m2;K‘ —B%/(1±B%);B% 重叠率;b—绝缘带宽度mm;N—绝缘线芯根数,K—成缆绞入系数可查表7
(2)扁线
1)按比重法计算:
表15
重叠(间隙)率% | 重叠绕包系数(1+K‘) | 间隙绕包系数(1- K‘) |
10 | 1.11 | 0.89 |
15 | 1.18 | 0.82 |
20 | 1.25 | 0.75 |
25 | 1.33 | 0.67 |
30 | 1.43 | 0.57 |
35 | 1.54 | 0.46 |
40 | 1.67 | |
45 | 1.82 | |
50 | 2.00 | |
2.纤维绕包层重量的计算:
(1)玻璃丝绕包:
1)按纤维根数及绕包系数计算重量:
W=G*J*K K=[(π/m)2+1]1/2
其中:G—单根玻璃丝纤维材料重量:如160/2 支为0.0125 (kg/km);
Z—玻璃丝总根数,K—绕包系数电线电缆手册第二册表12—30,m—节距比
对于扁线的K 值,可先计算出截面积与它的相当圆直径手可求得
2)按被覆宽度计算重量:
圆形线芯:W=G*π(d+t)/δ
扇形线芯:W=G*[(a+b+t)*2-1.72r]/ δ
其中:G—同上,d—绕包前直径mm;
a、b—扁线的厚度、宽度mm;r—扁线的圆角半径mm;
t—玻璃丝绕包厚度单层为0.06 mm,双层为0.12mm,三层为0.18 mm;
δ—玻璃丝被覆宽度160/2 为0.12mm。
3.绳状绕包层重量的计算:
(1)纸绳W=G*J*K
其中: G—纸绳单根重量(kg/km),可查电线电缆手册第二册中表12—28
Z—纸绳根数,P—绕包节距,K—绕包系数,D—绕包前直径mm
K=1/sinα d—纸绳直径mm α—tg-1P/π(D+d)
棉纱和聚乙烯圆丝的疏绕材料用量计算方法相同
(2)钢丝;
1) 圆钢丝:W=π/4d2*Z*r*K=6.126d2*Z*K 其中:Z=π(D+d)/d
或者:W=G*Z*K
其中:d—钢丝直径mm,r—钢丝比重为7.8g/cm3,G—单根钢丝重量kg/km,见表16,D—绕包钢丝前直径mm,Z—钢丝根数,K—钢丝绞入系数。
单根钢丝重量
表16
钢丝直径(毫米) | 每根钢丝重量(公斤/公里) |
1.2 | 8.82 |
2.0 | 24.5 |
3.0 | 55.14 |
4.0 | 98.02 |
6.0 | 220.54 |
扁钢丝:W=G*Z*K (kg/km) 或者:W=F*r*Z*K (kg/km)
其中:F—扁钢丝截面mm2 ;R、Z、K —同上;
二、浸涂及浸渍层的计算:
1.漆包线用漆的重量计算:
漆包线用干漆膜的重量:
圆形:W=π(d+t)t*r(kg/km);扇形:W=2t(a+b+2t)r (kg/km)
其中:d—导电线芯直径mm;a、b—导电线芯的厚度、宽度mm;
t—绝缘层的径向厚度mm;r—所用材料比重g/cm3
(2)绝缘漆的重量W1=W*u (kg/km)
其中:u--液化系数;u=1/固体含量%,W=干漆膜重量(kg/km)
玻璃丝包用干漆膜的重量:
W=C*N*t*r (kg/km)其中:C—导电线芯周长mm
圆形C=π*d,扇形C=2(a+b)-1.72R
其中:N—浸渍次数(两层玻璃丝包线浸渍三次,三层玻璃丝包线浸渍四次)
t—每次浸渍假想厚度为0.0125 毫米
r—所用材料比重克/厘米3
W1=W*u;W—干漆膜重量(kg/km),u—液化系数
3.浸渍剂的重量计算:
纸力缆浸渍剂的重量W=π/4(D2-N*d*η)ε (kg/km)
其中:D—包带绝缘后电缆芯外径mm,d--导电线芯外径mm,N—芯数,η—线芯紧压系数,ε—浸渍系数粘性浸渍取0.56—0.6,滴干浸渍取0.4—0.5
4.浸渍电缆纸和电缆麻
浸渍电缆纸:
W=π(D0+nt)nt(1+K‘)r*ε (kg/km)
其中:D0--绕包浸渍电缆纸前电缆直径mm,Nt—绕包浸渍电缆纸厚度mm,
1+K‘--绕包浸渍电缆纸绕包系数,r—电缆纸的比重g/cm3,ε—浸渍系数为1.35。
(2)浸渍电缆麻W=π(D0+t)ε/Nδ(kg/km)
其中:N—电缆麻公制湿支数,δ—单根麻的覆盖宽度mm;
t—麻的浸渍系数为1.35,D0--绕包电缆麻前电缆外径mm。
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麻层厚度与覆盖厚度表17
麻纱公制温支数 | 麻层厚度 t(毫米) | 压缩系数 K | 覆盖宽度δ*(毫米) |
0.60 | 1.5 | 0.65 | 2.307 |
0.45 | 2.0 | 0.70 | 2.357 |
0.30 | 2.5 | 0.75 | 2.333 |
三.编织层的重量计算:
1.纤维编织层的重量计算:
1)按根数、锭数的计算法
W=2a*n/N*sinα
其中:2a—编织机锭子总数,n—每个锭子的纤维根数,N—纤维号数,
sinα—编织角正弦N、a、n、sinα—按照工艺的规定
BS 标准中填充系数即编织密度:
填充系数=mnd/πD*(1+π2D2/L2)1/2
其中:m—锭子数,n—每个锭子上镀锡铜线根数,L—编织节距长度mm,d--镀锡铜线有效宽度mm ,D—编织节圆直径mm。
2)按外径和编织密度计算法:
W=2.04*P1*n/N*1/δ*π(D+△)(kg/km)
其中:P1—单向排列密度系数,n—纤维股数,△--单面被复厚度mm,1/N—单根纤维重kg/km ,P—编织密度,N—纤维号数,δ—编织后单根纱被复宽度mm。
编织密度P 与单向排列密度P1 的换算
表18
P% | P1 | P% | P1 | P% | P1 |
99 | 0.9000 | 87 | 0.6394 | 75 | 0.5000 |
98 | 0.8586 | 86 | 0.6258 | 74 | 0.4901 |
97 | 0.8268 | 85 | 0.6127 | 73 | 0.4804 |
96 | 0.8000 | 84 | 0.6000 | 72 | 0.4708 |
95 | 0.7764 | 83 | 0.5877 | 71 | 0.4615 |
94 | 0.7550 | 82 | 0.5757 | 70 | 0.4523 |
93 | 0.7354 | 81 | 0.5641 | 69 | 0.4432 |
92 | 0.7171 | 80 | 0.5528 | 68 | 0.4343 |
91 | 0.7000 | 79 | 0.5417 | 67 | 0.4255 |
90 | 0.6837 | 78 | 0.5310 | 66 | 0.4169 |
89 | 0.6683 | 77 | 0.5704 | 65 | 0.4084 |
88 | 0.6536 | 76 | 0.5101 | 64 | 0.4000 |
2.金属编织层的重量计算:
(1)按根数、锭数计算法:
W=(π/4*d2*2a*n*r)/sinα (kg/km)
其中:d—金属丝直径mm,r—金属丝比重g/cm3,sinα、2a、n—同前。
W=2(D+d)d*Y*0.90*K
其中:K—不均匀系数1.05,Y—金属丝比重g/cm3,D—编织层直径mm,d—金属丝直径mm。
(2) 按外径和编织密度计算:
W=π2/2*d(D+2d)*P1*1.02*r=1.6P1*d*r*π(D+2d)
=5.03P1*d*r*(D+2d) (kg/km)
W铜=44.75*(D+2d)*d (kg/km) W钢=39.26*(D+2d)*d (kg/km)
其中:D—编织前直径mm ,P1、d、r—同前
编织密度:P=(2P1-P12)*100%
编织单排密度:P1=a*n*d/(h*cosα)
圆形:α=tg-1 {h/[π(D+T) ]}
二芯椭圆:α=tg-1(h/{2D+[π(D+T) ]})
其中:D—编织前直径mm,d—纤维或金属丝直径mm,h—编织节距mm,a—编织绽数为编织机锭数的一半。
(3) 铠装或屏蔽铜(钢)带的重量
W=π(D+nt)nt*r/(1+B%) (kg/km)
其中:D—编织前直径mm,t—钢带厚度mm,B%—间隙(重叠)率,n—层数,r—比重g/cm3
W钢=49.01(D+2t)/(1+B%) 双钢带间隙绕包
成缆填充材料和外护层
一、成缆填充材料:
1.填充电缆麻、纸绳、塑料绳、纱等材料的重量计算:
(1)W=g*N*K (kg/km)
其中:g—每根填充材料重量kg/km,N—填充材料根数,K—成缆系数
(2) 成缆线芯截面相同时,填充材料的重量计算:
W=[π/4(D2-nd2)-S3]*r*K (kg/km)
(3) 成缆线芯截在不同时,填充材料的重量计算:
W=[π/4(D2-n1d12-n2d22)-S3]*r*K (kg/km)
其中:d、d1、d2—绝缘线芯直径mm,n、n1、n2—绝缘线芯根数
r—填充材料比重g/cm3,K—成缆系数
2.填充圆形填芯;
(1)填充在边隙时W=Q*r*N*K (kg/km)
其中:Q—填充材料截面mm2,N—填充材料根数
r—填充材料比重克/厘米3,K—成缆系数
(2)填充在中习时W=Q*r (kg/km) Q、r 同上
二、外护层材料重量的计算:
1.对于裸带铠装,裸钠丝铠装及塑料护层的外护层材料重量计算,请参
照前面的计算。
2.用电缆纸或塑料代做垫层的材料重量计算参照绕包层重量计算方法。
3.麻被层的重量:
W=π(D+δ)/d*g (kg/km)
其中:D—包麻前电缆直径mm,d—麻的直径mm,δ—麻被厚度mm,g—每根麻公里重量kg/km
4.浸渍混合物重量:
W=0.4(W1+W2) (kg/km)
其中:W1—麻的重量kg/km,W2—电缆纸的重量kg/km
5.沥青层的重量:
W=π(D+D0)/2 *n *ε kg/km
其中:D—涂沥青前直径mm,ε—浸涂系数为0.5,D0—涂沥青后直径mm,n—涂沥青次数3—5 次
6.白粉的重量:
W=0.9DH kg/km 其中:DH—电缆直径mm
附录:电线电缆常用材料比重
金属材料比重表NO.1
名 称 | 比重(g/cm3) | 名 称 | 比重(g/cm3) |
铜 | 8.89 | 镁 | 1.74 |
铝 | 2.7 | 青铜 | 9.0 |
铅 | 11.4 | 康铜 | 8.9 |
锌 | 7.14 | 镍铜 | 8.9 |
锡 | 7.3 | 锰镍铜 | 8.14 |
金 | 19.3 | 铝镍合金 | 8.5 |
银 | 11.49 | 铬铁合金 | 8.73 |
合金铅 | 11.36 | 铂 | 21.5 |
钢、铁 | 7.8 | 锰铜 | 8.14 |
锑 | 6.69 |
绝缘漆及涂料 NO.2
名称 | 干漆膜比重(克/厘米3) | 固含量(%) | 液化系数 |
醇酸树脂漆 | 1.07 | 39 | 2.56 |
油性漆 | 1.2 | ||
聚酯漆 | 1.38 | 32 | 3.125 |
缩醛漆 | 1.20 | 20 | 5.0 |
聚酯亚胺漆 | 1.35 | 32 | 3.125 |
聚酰歪胺漆 | 1.35 | 32 | 3.125 |
聚胺脂漆 | 1.35 | 3.125 | |
聚酰胺酰亚胺漆 | 1.36 | 18 | 5.56 |
沥青涂料 | 0.9 |
纤维材料比重、单根重量表 NO.3
名称 | 比重(g/cm3) | 名称 | 单根重量(kg/km) | 比重(g/cm3) |
电缆纸 | 0.9 | 玻璃丝 160/2 | 0.0125 | 2.6 |
电话纸 | 0.8 | 玻璃丝 80/2 | 0.025 | |
半导体纸 | 1.0 | |||
皱纹纸 | 0.4 |
橡皮材料 NO.4 塑料材料 NO.5
型 号 | 名 称 | 比重g/cm3 | 名 称 | 比重g/cm3 |
XJ—35 | 绝缘橡皮 | 1.56 | 高压聚乙烯 | 0.92 |
XJ--40 | 绝缘橡皮 | 1.44 | 低压聚乙烯 | 0.95 |
GXJ-- | 硅橡皮 | 1.23 | 泡沫聚乙烯 | 0.5 |
EXJ—45 | 乙丙橡胶 | 1.35 | 交联聚乙烯 | 0.92 |
XHQ--40 | 丁腈聚乙烯 | 1.30 | 交联半导体聚乙烯 | 1.08 |
LXJ--45 | 氯磺化聚乙烯 | 1.54 | 半导体聚乙烯 | 1.08 |
XBD--60 | 半导体胶 | 1.45 | 聚氯乙烯 | 1.4 |
垫芯橡皮 | 1.62 | 聚四乙烯 | 2.2 | |
XHF—40 | 氯丁护套 | 1.6 | F46 | 2.2 |
XHF—50 | 氯丁护套 | 1.47 | 尼龙 | 1.14 |
XH—50 | 橡皮护套 | 1.24 | 聚丙烯 | 0.9 |
XH—40 | 橡皮护套 | 1.34 | 聚乙烯圆丝 | 0.95 |
DXJ—40 | 丁基护套 | 1.56 | 聚丙烯撕裂膜 | 0.5 |
XHFY—40 | 氯磺化聚乙烯—氯丁橡胶护套 | 1.57 | ||
XHFD—40 | 丁腈— 氯丁橡胶护套 | 1.34 |
绕包材料重量表 NO.6
厚度mm | 面密度kg/m2 | 名称 | 厚度mm | 面密度kg/m2 | |
白布带 | 0.3 | 0.136 | 聚氯乙烯带 | 0.2 | 0.31 |
花布带 | 0.25 | 0.107 | 0.25 | 0.39 | |
橡布带 | 0.3 | 0.22 | 聚乙烯带 | 0.2 | 0.184 |
半导体橡布带 | 0.3 | 0.3 | 聚酯薄膜 | 0.03 | 0.042 |
玻璃布带 | 0.1 | 0.11 | 0.05 | 0.07 | |
0.14 | 0.15 | 聚四氟乙烯带 | 0.025 | 0.05 |
带材密度 g/cm3 NO.7
名 称 | 密度 | 名 称 | 密度 |
半导电带 | 0.83 | 隔氧带 | 1.06 |
无纺布 | 0.52 | 阻水带 | 0.4 |
聚酯带 | 1.42 | 话扎带 | 0.86 |
云母带 | 1.3 | 铝塑复合带 0.3 | 1.955 |
聚丙带 | 0.86 | 铝塑复合膜 0.036 | 1.39 |
填充材料重量表 NO.8
名 称 | 直径(mm)/ 规格(号) | 单根重量(kg/km) |
电缆麻 | 2.5/0.3 | 3.33 |
2.0/0.45 | 2.22 | |
1.5/0.6 | 1.67 | |
纸捻 | 2.0 | 2.1 |
3.0 | 4.2 | |
4.0 | 5.9 | |
6.0 | 10.9 |
绞入系数 N0.9
导电线芯绞入系数 | 名称 | 绞入系数 | 成缆绞入系数 | 名称 | 绞入系数 |
铜绞线 | 1.03 | 橡力 | 1.02 | ||
铝绞线 | 1.05 | 塑力 35mm2 以下 | 1.02 | ||
复绞线 | 1.05 | 塑力 35mm2 以上 | 1.003 | ||
钢芯铝绞线 | 铝线绞入系 | 1.025 | 橡塑控 | 1.02 | |
数内层 | |||||
铝线绞入系 | 1.04 | 交联 | 1.003 | ||
数外层 | |||||
钢线绞入系数 6 根 | 1.012 | 纸力 | 1.002 | ||
钢线绞入系 | 1.015 | 船用电缆 | 1.025 | ||
数 12 根 | X 电缆 | 1.04 |
本文来源于互联网,暖通南社整理编辑于2021年3月23日。