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专栏名称: 洁净工程联盟
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正文
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*d 1 2 （mm 2 ）
重量：W 1 =F*r=0.25π*d 1 2 *r（kg/km）
W 1 铜=6.982d 1 2 （kg/km）， W 1 铝=2.121d 1 2 （kg/km），W 1 钢=6.126d 1 2 （kg/km）
F— 圆单线截面积mm 2 ，W 1 --导线重量kg/km，d 1 —圆单线直径mm，r—所用材料比重g/cm 3 。
(2) 双金属线：
1) 重量系数法：
W 2 =W 1 *K ；W 2 锡=W 1 铜*K=6.982d 1 2 *K
2) 综合比重法：
W 2 =0.25π*d 1 2 *r 2 *(r-r 1 )/(r 2 -r 1 )
W 2 - 镀层材料重量kg/km；K-镀层的重量系数见表1；
d 2 — 镀层单线的直径mm；r-有镀层材料的比重g/cm 3 ；
r 1 — 内层材料的比重g/cm 3 ；r 2 —镀层材料的比重g/cm 3 。
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 -πR 2 ]= a*b-0.358R 2 (mm 2 )
(2) 周长C=2(a+b)-L=2(a+b)-(8R-2πR)=2(a+b)-1.72R (mm)
(3) 重量W 1 =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mm 2 ；
L— 方欠与圆角周长的差数mm，F—扁线截面积mm 2 ；
C— 扁线的周长mm，r—所用材料比重g/cm 3 。
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mm 2 ；
(2) 铝合金电车线
W=F*r (kg/km) ，r—铝合金比重g/cm 3 ；
(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=D 0 +2(tz+t 弓 ) (mm)
(2) 重量
W=(F Z n Z +F 弓 n 弓 )*r*K(kg/km)
tz 、t 弓 —Z形及弓形线厚度mm，D 0 —油道直径mm；
F Z 、F 弓 —Z形及弓形线厚度mm，n Z 、n 弓 —Z 形及弓形线根数；
r— 所用材料比重g/cm 3 ，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=3n 2 |
|
|
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Z 1 =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Z 1 （2、3、4、5 根） 第n 层Zn=Z1+6（n-1）
总根数Z=3n 2 -3n+nZ 1
(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 *d 2 Z （mm 2 ）
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/cm 3 ，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=F 1 +F 2 =π/4*d 2 Z 1 +π/4*d 2 Z 2 =π/4*d 2 （Z 1 +Z 2 ）（mm 2 ）
重量：W=W 1 +W 2 =F 1 *r1*K 1m +F 2 r 2 *K 2m =π/4*d（2Z 1 *r 1 *K 1m +Z 2 *r 2 *K 2m ）（kg/km）
不同材料不同单线直径的截面和重量：
截面：F=F 1 +F 2 =π/4*f*Z 1 +π/4*d 2 2 *Z2=π/4（d 1 2 Z 1 +d 2 2 Z 2 ）（mm 2 ）
重量：W=W 1 +W 2 =F 1 *r 1 *K 1m +F 2 *r 2 *K 2m =π/4（d 1 2 Z 1 r 1 K 1m +d 2 2 Z 2 r 2 K 2m ）（kg/km）
其中：d 1 、d 2 —两种不同材料的单线标称直径mm，r 1 、r 2 —两种不同材料的比重g/cm 3 ；
Z 1 、Z 2 —两种不同材料的单线根数，d 单线标称直径mm；
K 1m 、K 2m —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=W 1 +W 2
其中：W—钢芯铝绞线总重kg/km，W 1 —钢线重量 kg/km，W 2 —铝线重量 kg/km
每吨钢芯铝绞线中钢重量为：W1ˊ=W 1 /W*1000（kg/t）
每吨钢芯铝绞线中铝重量为：W2ˊ=W 2 /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*d 2 Z*r*K kg/km
其中：d--单线标称直径，mm；r—所用材料比重 g/cm 3 ；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=[h 2 +（πD） 2 ] 1/2 =[（MpD） 2 +（πD） 2 ] 1/2 =D（Mp 2 +π 2 ） 1/2
∴K=L/h= D（Mp 2 +π 2 ） 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*K 1m （kg/km） S=π/4*d 2 *Z*η （η=1/μ）
2. 多芯W=F*r*N*η*K 1m *K 2m （kg/km）
其中：截面为25—70mm 2 η=0.95，μ=1.05
截面为95—120mm 2 η=0.97，μ=1.035
截面为150— mm 2 η=0.96，μ=1.04
F— 线芯面积mm 2
r— 所用材料比重g/cm 3
K 1m — 线芯平均绞入系数
K 2m — 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mm 2 |
计算截面mm 2 |
半圆及扇形线芯 高度h（mm） |
线芯相当圆直径mm 2 |
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 |
|||||||
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