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    一、 導電線芯及裸導體制品

    1. 圓單線的截面和重量計算:

    (1)單一材料的圓單線:

    截面 F=0.25π*d12 (mm2)

    重量 W1=F*r=0.25π*d12*r (kg/km)

    W1銅=6.982 d12 (kg/km) W1鋁=2.121 d12 (kg/km) W1 鋼=6.126 d12 (kg/km)

    F—圓單線截面積 mm2 W1 --導線重量 kg/km

    d1—圓單線直徑 mm r—所用材料比重 g/cm3

    (2)雙金屬線:

    1) 重量系數法:

    W2=W1*K W2錫=W1銅*K=6.982d12 *K

    2) 綜合比重法:

    W2=0.25π*d12* r2 *(r-r1)/(r2-r1)

    W2—鍍層材料重量 kg/km K --鍍層的重量系數 見表1

    d2—鍍層單線的直徑 mm r –有鍍層材料的比重 g/cm3

    r1—內層材料的比重 g/cm3 r2—鍍層材料的比重 g/cm3

    表1.

    線徑(mm)

    K

    線徑(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.型線的截面和重量計算

    1) 裸扁線的截面和重量計算

    (1) 截面 F=a*b - f=a*b-[(2R)2-πR2] = a*b - 0.358 R2 (mm2)

    (2) 周長 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— 扁線厚度 mm b—扁線寬度 mm

    R—扁線的圓角半徑 mm r—方角一圓角截面的差數 mm2

    L—方欠與圓角周長的差數 mm F—扁線截面積 mm2

    C—扁線的周長 mm r—所用材料比重 g/cm3


    2) 雙溝形電車線截面和重量計算

    雙溝形是車線截面可用作圖法分塊計算,然后相加而得,或使用求積儀測得。但在計算重量時可用標稱截面計算。

    (1) 銅電車線

    W=F*8.89 (kg/km) F—標稱截面 mm2

    (2) 鋁合金電車線

    W=F*r (kg/km) r—鋁合金比重 g/cm3

    (3) 鋼鋁電車線

    W=W銅+W鋁=F鋼*r鋼+F鋁*r鋁 (kg/km)

    (參照電線電纜手冊 第二冊709頁 表12—5)

    3) 高壓電纜用型線芯重量計算

    (1) 空心絞合線芯直徑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形及弓形線厚度 mm D0 —油道直徑 mm

    FZ、F弓—Z形及弓形線厚度 mm nZ、n弓—Z形及弓形線根數

    r —所用材料比重 g/cm3 K—線芯絞入系數


    二、 絞線

    1. 絞合線芯的結構計算

    1) 線芯按正規絞合時總根數

    表2

    中心層根數

    按正規絞合時總根數

    備注

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Z=1+3n(n-1)

    Z=(3n-1)n

    Z=3n2

    Z=(3n+1)n

    Z=(3n+2)n

    Z=3n(n+1)

    n—層數(包括中心層n為1)

    Z—絞合線芯根數


    2) 線芯絞合外徑計算

    (1)按正規絞合時,中心為1—6根,線芯外徑比M的計算按表3絞合線芯外徑比M可查表4計算

    表3

    中心線根數

    外徑比 M

    中心線根數

    外徑比 M

    1

    2

    3

    M=2n-1

    M=2n

    M=2n+0.154

    4

    5

    6

    M=2n+0.414

    M=2n+0.7

    M=2n+1

    (2)非正規絞合時,線芯外徑比M的計算:

    M=D/d=d[1+1/sin(1800/Z)]/d=1+1/sin(1800/Z)


    (3)線芯外徑:

    D=M*d

    Z—外層根數 d—單線直徑 mm n—層數

    D—線芯直徑 mm M—外徑比

    表4

    總根數

    結構形式

    外徑比M

    總根數

    結構形式

    外徑比M

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    19

    20

    21

    40

    40

    41

    42

    43

    44

    45

    46

    47

    48

    49

    50

    51

    52

    2

    3

    4

    5

    6

    1+6

    1+7

    1+8

    2+8

    3+8

    3+9

    4+9

    4+10

    5+10

    5+11

    0+6+11

    0+6+12

    1+6+12

    1+6+13

    1+7+13

    1+7+13+19

    2+7+12+19

    2+7+13+19

    2+8+13+19

    2+8+14+19

    2+6+14+20

    3+8+14+20

    3+9+14+20

    3+9+15+20

    3+9+15+21

    4+9+15+21

    4+10+15+21

    4+10+16+21

    4+10+16+22

    2

    2.154

    2.414

    2.7

    3

    3

    3.3

    3.7

    4

    4.154

    4.154

    4.414

    4.414

    4.7

    4.7

    5

    5

    5

    5.154

    5.3

    7.3

    8

    8

    8

    8

    8

    8.154

    8.154

    8.154

    8.154

    8.414

    8.414

    8.414

    8.414

    22

    23

    24

    25

    26

    27

    28

    29

    30

    31

    32

    33

    34

    35

    36

    37

    38

    38

    39

    39

    53

    54

    55

    56

    57

    58

    59

    60

    61

    62

    63

    63

    64

    91

    1+8+13

    2+8+13

    2+8+14

    3+8+14

    3+9+14

    3+9+15

    4+9+15

    4+9+16

    4+10+16

    5+10+16

    5+11+16

    5+11+17

    6+11+17

    6+12+17

    6+12+18

    1+6+12+18

    1+7+12+18

    2+6+12+18

    1+7+13+18

    2+7+12+18

    5+10+16+22

    5+10+17+22

    5+11+17+22

    5+11+17+23

    6+11+17+23

    6+12+17+23

    6+12+18+23

    6+12+18+24

    1+6+12+18+24

    2+6+12+18+24

    2+7+12+18+24

    1+7+13+18+24

    2+7+13+18+24

    1+6+12+18+24+30

    5.7

    6

    6

    6.154

    6.154

    6.154

    6.414

    6.414

    6.414

    6.7

    6.7

    6.7

    7.0

    7.0

    7.0

    7.0

    7.3

    8

    7.3

    8

    8.7

    8.7

    8.7

    8.7

    9.0

    9.0

    9.0

    9.0

    9.0

    10

    10

    9.3

    10

    11


    3) 復絞線外徑計算:

    D=M*d 其中:M—外徑比 d—單絲外徑 mm

    復絞線外徑比 表5


    復絞線結構

    (股數/單線根數/單線直徑)

    外徑比

    M

    復絞線結構

    (股數/單線根數/單線直徑)

    外徑比

    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) 束線芯的結構計算:

    (1) 束線芯各層根數及總根數的計算

    a: 中心為1根時,第n層及總根數

    第一層 Z1=1 第n層 Zn=6(n-1) (n>2)

    總根數 Z=3n2-3n+1

    b: 中心為2—5根時,第n層及總根數

    第一層 Z1(2、3、4、5根) 第n層 Zn=Z1+6(n-1)

    總根數 Z=3n2-3n+nZ1

    (2) 束線芯外徑計算

    a: 中心為1—6根時外徑經比的計算可按正規絞合外徑比計算

    D=M束*d*K d—單線直徑 mm

    K為束線后外徑調整系數,因為束線層數越多,其外徑由于嵌入空隙而比正規排列有所減小,所以通過調整系數K予以調整。

    束線外徑比M束和調整系數 表6


    中心根數

    層次

    單線根數

    Z

    外徑比 M束

    調整系數

    K

    ***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.中心根數無法分清時外徑的計算:

    D=1.05[(4Z-1)/3]1/2 *d (mm)

    其中:Z—單線總根數 d—單線標稱直徑 mm

    2.絞合線芯的重量計算

    (1) 普通絞線:由相同線徑的同一種材料構成

    截面 F=π/4 *d2Z (mm2)

    重量 W=F*r*Km (kg/km)

    其中: d—單線標稱直徑 mm Z—單線根數;

    r—所用材料比重 g/cm3 Km—平均絞入系數

    (2) 組合絞線由不同材料的單線構成,不同材料的單線直徑有相同的,也有不同的。

    不同材料相同單線直徑的截面和重量:

    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*K2 m =π/4*d2(Z1*r1*K1 m +Z2*r2*K2 m) (kg/km)

    不同材料不同單線直徑的截面和重量:

    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*K1 m +F2*r2*K2 m =π/4(d12Z1r1K1 m + d22Z2r2K2 m) (kg/km)

    其中:d1、d2—兩種不同材料的單線標稱直徑 mm r1、r2—兩種不同材料的比重 g/cm3

    Z1、Z2—兩種不同材料的單線根數 d 單線標稱直徑 mm

    K1 m、K2 m—兩種不同材料單線絞合的平均絞入系數

    對于鋼芯鋁絞線的材料重量計算,應該采用組合絞線的計算方法。先計算出每公里各種材料的重量以后,再算出每噸產品各種材料的重量。

    W=W1+W2

    其中: W—鋼芯鋁絞線總重 kg/km W1—鋼線重量 kg/km W2—鋁線重量 kg/km

    每噸鋼芯鋁絞線中鋼重量為:W1ˊ=W1/W*1000 (kg/t)

    每噸鋼芯鋁絞線中鋁重量為:W2ˊ=W2/W*1000 (kg/t)

    注: 對探測電纜、野外電纜用鋼、銅混絞線也用此公式)

    (3) 復絞線:

    重量: W=W股*Z股*K復(kg/km)

    其中:Z股—復絞線中股數 W股--絞制股線的重量 kg/km K復--復絞線絞入系數

    (4) 束線:

    重量:W=π/4*d2 Z*r*K kg/km

    其中: d--單線標稱直徑 mm r—所用材料比重 g/cm3 K—絞入系數 查表7

    Z—單線根數


    2. 絞入系數K值的理論計算:

    ∵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—節距比 h—節距 D—導線直徑


    絞入系數查對表 表7


    節距比

    M

    絞入系數K

    節距比

    M

    絞入系數K

    節距比

    M

    絞入系數K

    節距比

    M

    絞入系數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、緊壓圓形線芯的重量計算:

    1. 單芯 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:截面為25—70 mm2 η=0.95 μ=1.05

    截面為95—120 mm2 η=0.97 μ=1.035

    截面為150— mm2 η=0.96 μ=1.04

    F—線芯面積 mm2

    r—所用材料比重 g/cm3

    K1m—線芯平均絞入系數

    K2m—成纜時平均絞入系數

    N—成纜線芯根數 μ—延伸系數


    四、扇形線芯的結構和重量計算

    1.扇形線芯有兩芯180°、三芯120°和四芯3*100°+1*60°


    線芯高度與相當圓直徑的關系

    表8

    標稱

    截面

    mm2

    計算截面mm2

    半圓及扇形線芯

    高度h(mm)

    線芯相當圓直徑

    mm2

    絕緣后半圓及扇形線芯高度h(mm)

    半圓

    2芯 180°

    扇形

    3芯、120°

    扇形

    3+1芯

    100°

    半圓

    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—絕緣厚度 毫米

    2.扇形線芯重量計算:

    絞線 W=F*r*N*η*K1m*K2m (kg/km)

    獨根扇形線 W= F*r*N* K2m (kg/km)

    (符號同緊壓圓形線芯)


    五、 通訊電纜的結構和重量:

    1. 通訊是纜的絞線組及成纜直徑的計算 見表9


    (1)絞線組直徑的計算 見表9

    其中: D—絞線直徑mm d--單線直徑mm

    Δ1—絕緣厚度mm Δ2—屏蔽層厚度 mm

    (2)電纜外徑D

    a.紙帶絕緣對絞市話電纜外徑

    D=M*d組 (mm)

    其中:d組—對絞組直徑 mm

    M—外徑比(查電線電纜手冊、二冊768頁表12—37)

    b.塑料絕緣對絞市話、局用及配線電纜外徑

    5對以下的電纜芯外徑 D=2Md mm

    10—100對電纜外芯 D=(4/π*S*K)1/2 mm

    其中:S—所有單根絕緣線芯的總截面積 mm2 K—絞纜外徑系數


    絞線組直徑的計算

    表9

    序號

    截面示意圖

    線對名稱

    代表符號

    簡圖符號

    絞線直徑

    計算公式

    1


    雙線組

    1*2*d


    D=165d (紙絕緣)

    D=2d(塑料絕緣)

    2


    加強

    雙線組

    1*2*d


    D=1.65d+2Δ1

    D=2d+2Δ

    3


    屏蔽

    雙線組

    1*2*d


    D=1.65d+2Δ2

    D=2d+2Δ2


    4


    星形

    四線組

    1*4*d


    D=2.32d

    5


    加強星形四線組

    1*4*d


    D=2.32d+2Δ1

    6


    屏蔽星形四線組

    1*4*d


    D=2.32d+2Δ1+2Δ2


    7


    四線組

    1*2*2*d


    D=2.6d(紙絕緣)

    D=4d(塑料絕緣)

    8


    雙星形

    線組

    1*2*4*d


    D=3.9d(紙絕緣)

    D=4.82d(塑料絕緣)

    9


    六線組

    1*2*3*d


    D=3.55d(紙絕緣)

    D=4.3d(塑料絕緣)


    2.同軸電纜導電線芯重量計算:

    (1) 內導體 W1=π/4*d12*r* Z1*K (kg/km)

    (2) 外導體 W2=b*δ*r*Z1*K (kg/km)

    (3) 對稱四線組、信號線:

    W3=π/4*d2*r*Z2*K1*K (kg/km)

    其中:d1—內導體標稱直徑 mm d2—對稱線或信號線標稱直徑 mm

    r—所用材料比重 g/cm3 K1—星絞或對絞絞入系數 查表7

    K—成纜絞入系數 查表7

    Z1、Z2—一根電纜中,同軸對或對稱線、信號線單線根數



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