电线电缆常用计算公式

目录

第一部分导电线芯

一、导电线芯及裸导体制品

1.圆单线的截面和重量的计算 (1)

2.型线的截面和重量的计算 (1)

二、绞线

1.绞合线芯的结构计算 (2)

2.绞合线芯的重量计算 (5)

3.绞入系数K的理论计算 (6)

4、紧压圆形线芯的重量计算 (7)

5、扇形线芯的结构和重量计算 (7)

6、通讯电缆的结构和重量计算 (8)

第二部分挤压式绝缘层及护层

一、圆形挤压式

1.绝缘层 (11)

1)单线挤压式绝缘层的重量 (11)

2)绞线(或束线)芯边隙无填充物挤压绝缘层的重量 (11)

3)复绞线(束绞线)芯挤压式绝缘层的重量 (11)

4)其他形式的绝缘层重量 (12)

2.护层

1)有填充物和包带式护层的重量计算 (12)

2)不填充和不包带式护层的重量计算 (12)

3)金属纺织后挤包和嵌隙护层的重量计算 (13)

4)皱纹式挤压护层的重量计算 (13)

二、扇形挤压式

1)两芯平行有包带护层的重量计算 (14)

2)两芯平行有填充、有包带护层的重量计算 (14)

3)两芯平行不填充或不包带护层的重量计算 (14)

4)套管式护层的重量计算 (14)

5)三芯平行护层的重量计算 (14)

6)椭圆形护层的重量计算 (15)

第三部分绕包、浸涂、浸渍和编织

一、绕包层重量的计算

1)带状式绕包层重量的计算 (18)

2)纤维绕包层重量的计算 (18)

3)绳状绕包层重量的计算 (19)

二、浸涂及浸渍层的重量计算

1)漆包线用漆的重量计算 (19)

2)玻璃丝包线用漆的重量计算 (19)

3)浸渍剂的重量计算 (19)

4)浸渍电缆纸和电缆麻重量的计算 (19)

三、编织层的重量计算

1.纤维编织层的重量计算 (20)

2.金属编织层的重量计算 (21)

第四部分成缆填充材料和外护层

1、成缆填充材料的重量计算 (22)

2、外护层材料重量计算 (22)

附录

常用材料比重、单根重量及导电线芯绞入系数及成缆绞入系数 (23)

第一部分导电线芯

一、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(mm2)

重量 W1=F*r=0.25π*d

1

2*r (kg/km)

W1铜=6.982 d12 (kg/km) W1铝=2.121 d12 (kg/km) W1钢=6.126 d12 (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:

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

)

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.

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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 - 0.358 R2 (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)

(参照电线电缆手册第二册709页表12—5)

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(t z+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 D0 —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/cm3K—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

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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

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(2)非正规绞合时,线芯外径比M的计算:

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

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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

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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

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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*K

(kg/km)

m

其中: d—单线标称直径 mm Z—单线根数;

r—所用材料比重 g/cm3 K m—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*K2 m=π/4*d2(Z1*r1*K1 m+Z2*r2*K2 m)(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*K1 m+F2*r2*K2 m=π/4(d12Z1r1K1 m+ d22Z2r2K2 m)(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

K1 m、K2 m—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 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: W 1ˊ=W 1/W*1000 (kg/t ) 每吨钢芯铝绞线中铝重量为: W 2ˊ=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+π2)1/2

∴K=L/h= D (Mp 2

+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

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h

πD 绞入系数查对表 表7

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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—70 mm2 η=0.95 μ=1.05

截面为95—120 mm2η=0.97 μ=1.035

截面为150— mm2η=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

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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)

(kg/km)

独根扇形线 W= F*r*N* K2

m

(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

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(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:

=π/4*d2*r*Z2*K1*K (kg/km)

W

3

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

第二部分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

=D+2t mm

直径 D

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

Q

=Z*π/4*d2{(2K2-Z-2/2Z)-[K(K-2)]1/2/π} mm2

1

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

电线电缆常用计算公式

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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

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(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

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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=Ad

1

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+(δ

1+2δ

2

)K]r (kg/km)

2.三大一小

成缆直径 D=A*d

1

mm

边隙面积δ

1

=a*π/4* d12 mm2

δ2=b*π/4* d12 mm2

中间空隙δ

3

=c*π/4* d12 mm2

护层重量 W=[π(D+t)t+2(δ

1+δ

2

)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=1.91d

1+0.502d

2

δ

1=0.45 d12-0.145d

2

2

=0.045 d12+0.26 d

2

2

δ

3=0.02 d12+0.2 d

2

2 δ

=0.99 d12+0.23 d

2

2

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

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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/cm3K—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(D

+t)t-F弓]r (kg/km)

F弓= t(19t+16D0)[(D0+t)t]1/2 mm2

12(D

+t)(4)套管式护层的重量计算:

W=[π(D

0+t)+2D

]t*r (kg/km)

(5)三芯平行护层的重量计算:1)嵌入式

W=[π(D

0+t)t+2D

2+4D

t-π/2*D

2]r

=[3.14t2+7.14D

0t-0.43D

2]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

第三部分绕包、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.

电线电缆常用计算公式

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(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=6.126 d2*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

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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

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