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电缆用材料结构计算

发布日期:2020-07-17 09:59点击量:


  电缆用材料结构计算_机械/仪表_工程科技_专业资料。产品工艺卡片制定规则 1 导体 1.1 导体外径的计算 1.1.1 导体外径的计算方法 1.当导体根数为 1 时,(即n=1):为导体标称直径; 2.当导体根数不为 1 时,(即n≠1): a.导体

  产品工艺卡片制定规则 1 导体 1.1 导体外径的计算 1.1.1 导体外径的计算方法 1.当导体根数为 1 时,(即n=1):为导体标称直径; 2.当导体根数不为 1 时,(即n≠1): a.导体为正规绞合时,D=d×绞合系数; b.导体为束线 式中:D:单线直径和根数相同时的普通绞线外径; c.导体为复绞线时,D=d× 股线绞合系数×总绞合系数 d.导体为先束后绞时,D= D 束×总绞合系数 式中:D:束绞线后导体标称直径; d:导体为正规绞合时,单线mm; 导体为束线时,单线标称直径;n:导体根数 n0:束线. 计算结果保留两位小数; 1.1.2 导体绞合节距 当标准规定了绞合节距时,按标准要求确定绞合节距;当无相应的标准规定时,按以下 原则计算绞合节距: 1.节距上限的计算规则见表 1 表 1 束、绞线节距的计算 导体种类 1 2 5 6 一次绞、束线d 28d~30d - 28d~30d 23d~ 25d 23d~ 25d 线d 内层节距范围 注:表中 d 为导体标称直径。 2. 计算结果按四舍五入的原则保留到整数位。 1.4 导体用量的计算 2 1.W=π/4×d ×材料比重×导体根数 n×导体绞入率×成缆绞入率×芯数 N 注:a d 为单根导体的标称直径; b 当导体为 A 类时,导体根数 n=1、导体绞入率=1.00 c 当导体为束、绞线 d 当导体为复绞线.计算结果按四舍五入的原则保留一位小数 1.5 特殊结构导体 1.5.1 不等线径绞合导体,分层按各层计算。 1.5.2 缠绕导体及异型体按具体情况计算。 1.5.3 有特殊单线直径要求的按要求计算。 1.5.4 有特殊节距要求的按要求计算。 1.6 材料比重:常用材料的比重见附表。 2 绝缘 2.1 绝缘外径的计算 1 产品工艺卡片制定规则 2.1.1 绝缘标称直径的计算方法 绝缘标称直径 = 上一道工序标称直径 +2×绝缘标称厚度 注:按各种电缆所执行标准的规定确定绝缘的标称厚度。 2.1.2 绝缘标称直径计算结果的取值方法 绝缘标称直径计算结果按四舍五入的原则保留两位小数。 2.1.3 绝缘外径公差的取值方法 假设绝缘标称直径为d,则有 a 当d≤1.5mm 时,公差为±0.02; b 当 1.5mm<d≤3.0mm 时,公差为±0.03; c 当 3.0mm<d≤6.0mm 时,公差为±0.05; d 当 6.0mm<d≤10.0mm 时,公差为±0.10; e 当d>10.0mm 时,公差为±0.15。 2.2 火花试验电压 火花试验电压见表 2 表 2 火花试验电压 绝缘标称厚度δmm ≤0.25 >0.25~≤0.5 >0. 5~≤1.0 >1.0~≤1.5 >1.5~≤2.0 >2.0~≤2.5 >2.5 火花试验电压 KV 交流(有效值) 3 4 6 10 15 20 25 直流 5 6 6 15 23 30 33 2.3.1 绝缘用量的计算 W=π/4×(d+t)×t×材料比重×成缆绞入率×工艺损耗系数×芯数 n 式中:d:上一道工序的标称直径; t:标称厚度; 2.3.2 挤出实心填充芯用量的计算方法 2 W=π/4×D ×材料比重×成缆绞入率×工艺损耗系数×芯数 n 式中:D:填充芯标称直径; 2.3.3 工艺损耗的取值方法如下: a 当导体线芯为单根导体时,工艺损耗取值为 1.00; b 当导体为绞线、束线或复绞线且挤出方式为挤管式时,工艺损耗取值为 1.05; c 当导体为绞线、束线或复绞线且挤出方式为挤压式时,工艺损耗取值为 1.10; d 挤出实心填充芯时,工艺损耗系数为 1.05。 e 橡缆产品工艺损耗取值为 1.15; 2.3.4 计算结果按四舍五入的原则保留一位小数 2.3.5 材料比重:常用材料的比重见附表。 3 线组绞合 以下规定均为在通常情况下标准没有特别规定或合同无特殊要求时所应遵循的原则,否 则应按标准规定或合同要求编写工艺。 3.1 线 产品工艺卡片制定规则 线组绞合为左向,即 S 向,线组绞合方向与成缆所在层的绞向相反。 3.2 线 计算公式 线组绞合外径 =上一道工序标称直径×绞合系数 绞合系数:a.2 芯单元组 X1.75;b.3 芯单元组 X2.154;c.4 芯单元组 X2.414 注:计算结果按四舍五入的原则保留一位小数。 3.3 线 线组绞合节距最大值的计算 2 电缆有分屏时,0.75mm 及以下线组绞合节距应不大于绞合外径的 18 倍,计算结果按四 2 舍五入的原则保留到整数位;0.75mm 以上二线 线组绞合节距最小值的确定 1.当绞合节距最大值在 100mm 及以下时,节距最小值=最大值-5mm; 2.当绞合节距最大值大于 100mm 时,节距最小值=最大值-10mm。 4 绞缆 4.1 绞缆方向 电缆最外层绞缆方向应为右向(Z 向),依次向里相邻层的绞缆方向应相反,标准中有规定时 按照标准执行。 4.2 绞缆排列方式 4.2.1 绝缘线芯以颜色区分的绞缆时按标准要求排列,绝缘线芯或线组以数字区分的绞缆, 排列顺序应为:由内层到外层从 1 号线芯(组)开始按顺序顺时针方向排列。 4.2.2 绞缆排列方式见表 3。 4.3 绞缆外径 4.3.1 计算公式 1.电缆为单根绝缘线芯成缆 绞缆外径 =绝缘标称直径×绞合系数 2.电缆为线组绞合后成缆 绞缆外径 =上一道工序标称直径×绞合系数×修正系数 3.计算结果按四舍五入的原则保留一位小数。 注:公式中系数的取值方法:绞合系数见表 3;修正系数为 0.95 。 表 3 绞缆排列方式 电缆芯(组)数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 排列方式 2 3 4 5 0+6 1+6 1+7 2+7 2+8 3+8 3+9 绞合系数 2 2.154 2.414 2.7 3 3 3.3 3.7 4 4.154 4.154 电缆芯(组) 数 39 40 40 41 42 43 44 45 46 47 48 排列方式 2+7+12+18 1+7+13+19 2+7+12+19 2+7+13+19 2+8+13+19 2+8+14+19 2+8+14+20 3+8+14+20 3+9+14+20 3+9+15+20 3+9+15+21 绞合系数 8 7.3 8 8 8 8 8 8.154 8.154 8.154 8.154 3 产品工艺卡片制定规则 13 14 15 16 17 18 19 24 27 30 31 32 33 34 35 36 37 38 38 39 4+9 4+10 5+10 5+11 0+6+11 0+6+12 1+6+12 2+8+14 3+9+15 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 4.414 4.414 4.7 4.7 5 5 5 6 6.154 6.414 6.7 6.7 6.7 7 7 7 7 7.3 8 7.3 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 63 64 91 127 4+9+15+21 4+10+15+21 4+10+16+21 4+10+16+22 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 1+7+13+18+24 2+7+12+18+24 2+7+13+18+24 1+6+12+18+24+30 1+6+12+18+24+30+36 8.414 8.414 8.414 8.414 8.7 8.7 8.7 8.7 9 9 9 9 9 10 9.3 10 10 11 13 注:61 芯以上绞合(成缆)系数可按 n=1.16√N 计算(N-芯数) 4.4.1 计算方法 当标准规定了绞合节距时,按标准要求确定绞合节距; 1.橡套电缆按原工艺执行,计算机电缆及特种电缆按标准、合同执行 2.控制电缆、安装线 类导体时:成缆绞合节距为 25d~27d; b 导体为 5 类导体时:成缆绞合节距为 20d~22d; 注:RVS、AVRS、AVVR 按照标准执行。 3.计算结果按四舍五入的原则保留整数位 4.4.2 成缆绞入率取值方法 1.中压电力电缆、橡套电缆按标准节距选取绞入率;计算机电缆线组绞合后总成缆的绞 入率为 1.03;特种电缆按标准、合同执行; 2.控制电缆、安装线 类导体时:成缆绞入率为 1.012; b 导体为 5 类导体时:成缆绞入率为 1.015; 注:RVS、AVRS、AVVR 成缆绞入率为 1.074。 3.定额计算计算结果按四舍五入的原则保留 1 位小数 4.5 填充芯 4.5.1 填充芯材料 无特殊要求时,填充芯材料选用聚丙烯网状撕裂绳(PP 绳),此外填充芯材料还可选用 聚氯乙烯、聚乙烯或橡胶,原则上其耐温等级、阻燃特性及其它要求应与护套材料相一致。 4.5.2 填充的尺寸见表 4。 4 产品工艺卡片制定规则 表4 绞缆单位数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11、12 13、14 15、16 17、8 19 注:1 填充芯根数 内 1 1 1 2 1 1 1 外 2 3 4 5 内 0.42d 0.7d 1d 0.7d 0.9d 0.7d 1d - 填充芯的尺寸参考表 外 0.66d 0.48d 0.42d 0.42d 为非单根绝缘成缆时,中间加一根 PP 绳,直径为 0.8d 当 d<2.0mm 时不加填充 当 d<3.0mm 时不加填充 当 d<5.0mm 时只加内填充 备注 填充芯直径 绞缆前有可能是单根绝缘线芯、对绞组、三线组、四线组或芯数更多的成缆单位,无论以上任何情况, 19 芯(组)以上绞缆时,选择与表中中心层根数相同的内填充芯,外填充芯视情况的不同可加可不加。 均视为一个成缆单位,其直径为 d。 2 4.5.3 填充材料用量的计算 2 W=π/4×D ×材料比重×成缆绞入率×工艺损耗系数×芯数 n 式中:D:填充芯标称直径; 工艺损耗系数为 1.05 4.5.4 材料比重:常用材料的比重见附表。 5 包带 5.1 包带方式:一般选用重叠绕包方式。 5.2 包带方向: 包带时,第一层绕包方向与绞缆(或线组绞合)相反,依据向外方向与前一层相反。 5.3 包带材料 标准有明确规定时按标准要求选择包带材料,否则按下列原则选择包带材料: 2 2 1.橡套电缆 10 mm 及以上 5 类导体复绞时采用聚酯膜绕包,橡套电缆 6 mm 及以下 5 类 导体挤出绝缘时采用聚酯膜纵包,聚酯膜厚度为 0.03mm; 2 2.其他电缆 5、6 类导体复绞时 50mm 及以上采用无纺布绕包。 3.耐火电缆导体绕包双层云母带,压边≥50%。 2 4.低压塑料电缆 6mm 及以下线缆成缆需包带时采用聚酯膜绕包,采用厚度为 0.025mm 聚 2 酯膜绕包,10mm 及以上线缆成缆需包带时采用无纺布. 橡套电缆成缆需包带时采用无纺布 5. 有阻燃耐火 A、B 类线缆要求时成缆绕包阻燃无纺布。 6.高温电缆护套为 F46 时:有总屏的成缆绕包聚酯,无总屏的成缆绕包玻璃布带。 5.4 工艺编写要求包带宽度见表 5。 5 产品工艺卡片制定规则 表5 绕包材料 聚酯薄膜带、无纺布 PVC 带、铜带、铜/ 聚酯膜、铝/聚酯膜、 玻璃布带等带材(玻 璃布带宽度加 5mm) 绕包前电缆直径 mm d≤4.0 4.0~5.0 5.1~6.8 6.9~8.4 8.5~10.0 10.1~12.0 包带宽度参考表 绕包宽度 mm 10 15 20 25 30 35 绕包前电缆直径 mm 12.1~13.5 13.6~16.0 16.1~18.0 18.1~20.0 20.1~30.0 30.1~40.0 绕包宽度 mm 40 45 50 55 60 65 绕包材料 导体规格 0.35mm2 0.5mm2 0.75mm2 1.0mm2 绕包宽度 mm 4 6 6 8 10 10 10 15 15 30 导体规格 25.0mm2 35.0mm2 50.0mm2 70.0mm2 95.0mm2 120.0mm2 150.0mm2 185.0mm2 240.0mm 2 绕包宽度 mm 30 35 40 45 50 55 55 60 70 云母带 0.12mm 厚度 1.5mm2 2.5mm2 4.0mm2 6.0mm2 10.0mm 16.0mm 2 2 注:非云母带类一对的补偿缆在以上的基础上宽度增加 5mm。 5.5 绕包重叠率 1. 云母带的绕包重叠率为带宽的 50%。 2. 其它材料的绕包重叠率为带宽的 15%。 注:橡套电缆导体聚酯膜绕包重叠率为带宽的 20%。 5.6 外径 1.重叠绕包: a 重叠率 50%时外径=上一道工序直径+4×带厚×层数 b 重叠率 15%时外径=上一道工序直径+3×带厚×层数 2.间隙绕包: 外径=上一道工序直径+2×带厚×层数 5.7 用量 W=π×(上一道工序直径+带厚×层数)×带厚×层数×比重÷(1±重叠率)×成 缆绞入率×工艺损耗系数 说明: 1. 重叠率:重叠绕包:取(1-重叠宽度/带宽);间隙绕包:取(1+间隙宽度/带宽)。 2. 绕包云母带时重叠率取 50%,计算云母带定额时厚度取 0.14mm; 3. 绕包其它材料时重叠率取 15%,厚度按照标准中要求选取。 4. 工艺损耗系数取 1.05 5. 材料比重:常用材料的比重见附表。 6 绕包屏蔽 6.1 绕包屏蔽材料、宽度、厚度及绕包方向 6 产品工艺卡片制定规则 6.1.1 绕包屏蔽方向应与上一道工序方向相反。 6.1.2 绕包屏蔽材料宽度的选择见表 5。 6.1.3 绕包屏蔽材料厚度按照标准执行。 6.2 重叠率 绕包重叠率一般应不小于带宽的 15%;计算机电缆绕包铜/聚酯膜、铝/聚酯膜复合带重 叠率应不小于带宽的 20%。 6.3 地线 计算机电缆地线mm 镀锡铜线束线,如果使用铜/聚酯膜、 铝/聚酯膜复合带时则复合带屏蔽时则复合带金属面向内绕包与地线相连接。 铜带屏蔽如 有需要则使用 1/0.50mm 铜丝地线,合同有特殊要求时按合同要求进行生产。 6.4 外径 外径的计算方法同 5.6 的规定。 6.5 用量 W=(上一道工序直径+带厚×层数)×π×带厚×层数×比重÷(1±重叠率)×工 艺长度×工艺损耗系数 说明:1.为重叠绕包时,取(1-重叠宽度/带宽);为间隙绕包时,取(1+间隙宽度/带宽); 2.绕包重叠率取 20%; 3.铜/铝聚酯膜的工艺损耗为 1.05;铜带屏蔽工艺损耗为 1.00; 4. 材料比重:常用材料的比重见附表。 7 绕包铠装 7.1 绕包铠装方向、材料、层数、宽度及厚度 7.1.1 方向:一般为左向(S 向)。 7.1.2 层数、绕包方式: 一律采用两层间隙绕包镀锌钢带铠装。 7.1.3 电缆绕包钢带铠装层宽度与厚度见表 6(标准中无特殊规定时)。 表 6 绕包钢带的宽度与厚度 铠装前假定直径 7.0~10.0 10.1~15.0 15.1~25.0 25.1~30.0 30.1~35.0 35.1~50.0 50.0 宽度 mm 15 20 25 30 30 35 45 0.5 0.2 厚度 mm 7.2 间隙率 间隙绕包铠装的绕包间隙应不大于带宽的 50%。 7.3 外径 标称外径=上一道工序标称直径+4×带厚 7.4 用量 W=(上一道工序直径+带厚×层数)×π×带厚×层数×比重÷(1±重叠率)×工 艺长度×工艺损耗系数 7 产品工艺卡片制定规则 说明: 1. 重叠率:为重叠绕包时,取(1-重叠宽度/带宽);为间隙绕包时,取(1+间隙宽度/ 带宽)。 2. 工艺损耗系数为 1.00; 3. 材料比重:常用材料的比重见附表。 8 编织工序 当标准中有规定时,按标准要求;当无相应的标准规定时,按以下原则: 8.1 编织材料 8.1.2 编织屏蔽材料有:裸铜线、镀锡铜线 编织铠装材料有:镀锡铜线 编织密度 无特殊要求时编织密度应不小于 80%; 用钢丝编织时编织密度应不小于 84%; 编织屏蔽做为外护套时编织密度不小于 90% 8.3 编织锭数及单线 编织裸铜线、镀锡铜线. 假定编织前电缆外径≤9.0mm,选用 16 锭编织机; 2. 假定编织前电缆外径>9.0 mm,选用 24 锭编织机; 8.5.2 选用钢丝单线 钢丝束铠单丝直径的选取 束铠前假定直径 mm ≤10.0 10.1~15.0 15.1~25.0 25.1~35.0 35.1~60.0 >60.0 细钢丝直径 mm 0.8 1.25 1.6 2.0 2.5 3.15 备注 表8 编织前假定直径 mm ≤10.0 10.0~30.0 >30.0 钢丝编织单丝直径的选取 钢丝直径 mm 0.2 0.3 0.4 备注 8.5.3 裸铜线、镀锡铜线单线直径符合产品标准要求,标准无要求时见表 9。 表 9 铜丝编织单丝直径的选取 编织前假定直径 mm ≤7.5 7.6~15.0 15.1~20.0 20.1~28.0 >28.0 铜丝直径 mm 0.12 0.15 0.2 0.25 0.30 每锭最多 11 股单丝,编织角 40°~72° 备注 8.5.4 编织单向覆盖率见表 10。 8 产品工艺卡片制定规则 表 10 编织密度% 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 单向覆盖率 0.9000 0.8586 0.8268 0.8000 0.7764 0.7550 0.7354 0.7171 0.7000 0.6873 编织密度% 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 0.6683 0.6536 0.6394 0.6258 0.6127 0.6000 0.5877 0.5757 0.5641 0.5528 编织单向覆盖率 编织密度% 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 单向覆盖率 0.5417 0.5310 0.5204 0.5101 0.5000 0.4901 0.4804 0.4708 0.4615 0.4523 编织密度% 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 单向覆盖率 0.4432 0.4343 0.4255 0.4169 0.4084 0.4000 0.3917 0.3836 0.3755 0.3675 单向覆盖率 8.6 外径 标称外径 =上一道工序标称直径+4×单线)按每组金属丝单向覆盖率计算,则为 2 W=π /2×d×(上序外径+2×d)×单向覆盖率×比重×编织交叉系数×成缆绞入率×工 艺损耗系数 说明:式中:d:编织单线直径; 编织交叉系数:1.02; 工艺损耗系数:1.04; 钢丝编织工艺损耗系数:1.1。 材料比重:常用材料的比重见附表。 8.8 钢丝束铠 8.8.1 束铠节距=上序外径×20 8.8.2 束铠钢丝根数=π×(上序外径+单丝直径)×α/单丝直径 注:α=sin(αctg(节距/(π×(上序外径+单丝直径)))) 8.8.3 用量 W=单丝直径×单丝直径×π×钢丝根数×比重/(4×α) 注:α=sin(αctg(节距/(π×(上序外径+单丝直径)))) 9 护层挤出 护层包括内衬层和外护层 9.1 护层厚度 9.1.2 铠装前衬层标称厚度有标准规定时,执行标准要求,无标准规定时见表 11。 表 11 内衬层厚度 铠装前假定直径 mm ≤15.0 15.1~32.4 32.5~37.4 37.5~42.4 42.5~47.4 47.5~52.4 52.5~57.4 标称厚度 mm 1.0 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 9 见 GB2952.3 附录 B 备注 产品工艺卡片制定规则 9.2.3 外护层厚度按相应标准的规定执行。 9.3 外径标称值(D) D=d+2×标称厚度 式中:d为上一道工序标称直径 外径正负公差均为标称直径的 2%。 9.4 用量 W=π/4×(d+t)×t×比重×工艺损耗系数 式中:d:为上一道工序的标称直径; t:护层标称厚度; 工艺损耗系数:挤管挤出为 1.05; 挤压挤出按填充系数计算。 材料比重:常用材料的比重见附表。 附表 常用材料密度表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 材料名称 聚氯乙烯绝缘 黑色聚氯乙烯护套 白色聚氯乙烯护套 聚氯乙烯衬层 低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘和护套 低烟无卤隔氧层 低烟无卤阻燃交联聚烯烃绝缘和护套 低密度聚乙烯绝缘 阻燃低密度聚乙烯绝缘 中密度聚乙烯绝缘 高密度聚乙烯绝缘和护套 交联聚乙烯绝缘 聚全氟乙丙烯绝缘和护套 丁腈聚氯乙烯复合物护套 乙丙橡胶绝缘和护套(辅照交联方式) 聚氨酯弹性体护套 半导电屏蔽料 天然橡胶绝缘 天然橡胶护套 氯丁橡胶 铜 铜包铝 铜镍 0.6、铜镍 18、铜镍 22、铜镍 40、铜镍 45 镍铬 10、镍硅 3、镍硅 4.5、镍铬 14 硅 1.5 铁 铝 PP 填充绳 ZR-PP 填充绳 XL-ZR-NH-PO LDPE ZR-LDPE MDPE HDPE XLPE FEP(F46) PVC EPR PBT-TPE EJ Y Y Y Y YJ F V E TPU 材料缩写 PVC PVC PVC PVC ZR-NH-PO 在型号中的表示方法 V V V V E(船缆为 EW) 比重 g/cm3 1.5 1.53 1.47 1.57 1.55 1.65 1.5 0.98 1.25 0.98 0.98 0.98 2.2 1.3 1.26 1.2 1.2 1.65 1.7 1.63 8.89 3.64 8.9 8.7 7.8 2.7 0.7 0.96 10 产品工艺卡片制定规则 29 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 无卤填充绳 带材 铜塑复合带 铝塑复合带 阻水带 无纺布 云母带 聚酯膜 PVC 带 低烟无卤带 镀锌钢带 胶布带 玻璃纤维填充 厚度 0.065 0.04 0.2 0.2 0.12 0.025、0.03 0.3、0.45 0.2 0.2、0.5、0.8 0.4 0.75 比重 g/cm3 5.3 2.26 0.4 0.46 1.4 1.4 1.7 1.28 7.8 0.75 1.32 11


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