关于电缆编织屏蔽重量计算的浅析
2008年第1期No
. 1 2008电线电缆
Electric W ire &Cable 2008年2月Feb . , 2008
关于电缆编织屏蔽重量计算的浅析
冯国五
(江苏赛德电气有限公司, 江苏扬州225654)
摘要:介绍电缆编织屏蔽重量计算公式的变换及仪表电缆分屏蔽椭圆编织层的重量计算方法。关键词:电缆编织屏蔽; 重量; 公式演变; 分屏蔽; 计算方法中图分类号:T M246; T M248
文献标识码:A
) 0120028202
S i m ple Ana lysis of the W e i ght Ca a i i eld
J , . , 225654, China )
Abstract:I this p the evoluti on of the for mula f or calculati on of the weight of cable braided shield and a weight of the individual elli p tical shields in instru mentati on cables . Key words:braided shield; evoluti on of f or mula; individual shield; method of calculati on
0 引 言
国内电缆制造企业有上千家, 生产的电缆型号规格相似, 加上铜价上涨及波动较大, 企业之间的竞争激烈程度可想而知。要想在激烈的竞争中取得胜利, 提高性价比是电缆制造企业不断追求的一种有效竞争方式之一。为了得到合理的价格, 确定电缆各道工序原材料重量成为电缆报价和生产成本控制必须计算的过程, 对于占有大部分价值的铜材重量计算的准确性尤其重要。铜材在电缆结构中基本有两种, 一种为导体, 另一种为屏蔽。对于铜丝编织屏蔽重量计算, 我公司以前参照《电线电缆手册》中编
[1]
织屏蔽的重量计算公式, 但在使用过程中常使某些技术和管理人员不能直观理解公式, 尤其对于仪表电缆铜丝分屏蔽编织层(椭圆形) 的重量计算和实际生产, 存在一定的差距。我们对此进行了生产过程跟踪、试验、推导, 最终得出直观和准确的计算公式。
π2
ρW =×d ×(D 0+2d ) ×P ×k ×
2
πP =1+2
πD 2L
2
2
(1) (2)
式中, W 为编织层重量(kg ) ; d 为编织层单丝直径(mm ) ; D 0为编织前的直径(mm ) ; P 为每组金属丝单向覆盖率(%) ; k 为编织的交叉系数, 其值为
3
1. 02; ρ为编织丝的材料密度(g/c m ) ; L 为编织节距(mm ) ; D 为编织层平均直径(mm ) ; m 为锭子数;
n 为每锭的铜丝根数。
对上述公式, 管理人员和一般技术人员不易理解, 也很难判断计算的结果是否正确, 但对电缆导体重量计算公式(导体重量=单根导体截面积×根数×长度×绞入系数×密度) 即很容易理解, 如何把编织层重量计算公式变换成如导体重量计算公式那么直观, 这就成了我们所追求的目标, 也是本文论述的内容之一。1. 2 公式变换及应用
1 通过公式变换直观理解编织层重量计算
将式(2) 代入式(1) , 可得:π2π2W =d (D 0+2d ) 1+2
πD 22L
2
公式
1. 1 问题提出
ρ×k ×
2
在文献[1]第7篇第5章第5. 2. 2节中给出按每组金属丝单向覆盖率计算的编织层重量公式:
π2π2(D 0+2d ) =d 1+2
πD 4d 2L
ρ×k ×
收稿日期:2007207209
作者简介:冯国五(1980-) , 男, 助理工程师. 作者地址:江苏扬州市北郊郭集镇[225654].
D +2π2π22
ρ=d m n ×k ×1+2
4D L
因为(D 0+2d ) /D=1, 代入上式可得:
ππ2×2D W =×d ×m ×n 1+2
4L
2
ρ×k ×
2008年第1期No . 1 2008电线电缆
Electric W ire &Cable 2008年2月Feb . , 2008
π22
ρ×d ×m ×n ×[1+ctg α]2×k ×
4π2
ρ=×d ×m ×n ×k ×
4sin α
=
化。矛盾点出现在编织层的平均外径的确定, 如果采用“编织层平均直径”为分屏蔽前绝缘外径的二
倍, 则计算重量大于实际使用编织材料重量, 也不符合展开图的计算方法。把分屏蔽编织展开图还原成圆形, 将圆形的直径作为分屏蔽编织层等效平均外径, 按此种方法计算, 计算结果比较接近实际用量。 将椭圆形编织层转换成等效的圆形编织层的前提是:两者周长是相等的, 根据这一条件下, 可通过1′
1=
π, D 1为分屏蔽编织层等效圆平均直径; D ′为分屏蔽的单根绝缘线芯的直径。
同理, 对分屏蔽层的屏蔽密度按下式计算:
2
K =(2P -P ) ×100%
πD 1P =1+2
πD 12L
2
2
=
L 1π2
ρ×d ×m ×n ×k ×
4L
L π2
令: S =×d 、N =m ×n 、R 4L
ρ则:W =S ×N ×R ×k ×
通过以上公式的变换后所获的公式W =S ×N
ρ××R ×k , 即表示编织层重量=单丝截面积×丝根数×绞入系数×编织丝密度叉系数) 。
2 理论结合实际制定仪表电缆分屏蔽椭圆
形铜丝编织重量计算方法
2. 1 问题提出
图1为DJYP VP 仪表电缆的截面图。从图中可知, 仪表电缆的铜丝编织屏蔽有两种, 即分屏蔽和总屏蔽。由于仪表电缆无国家或行业标准, 通常, 对总屏蔽的编织要求一般可参照标准G B 9330-88, 但对分屏蔽就没有可参照的标准及计算方法, 因为总屏蔽编织前的缆芯为圆形, 而分屏蔽编织前缆芯为椭圆形。以往我公司的仪表电缆分屏蔽设计计算也参照G B 9330-88总屏蔽的要求及计算方法, 但是, 通过实际的称量, 发现计算重量是实际用编织材料用量的1. 2倍左右
。
式中, K 为编织密度(%) ; D 1为分编织层等效圆平均直径(mm ) 。
因此, 对分屏蔽编织层提出了等效平均直径的定义后, 分屏蔽编织层的重量也可采用式(1) 计算, 但要把式中的(D 0+2d ) 换成分屏蔽编织层等效圆平均直径D 1, 就可计算出较接近生产实际的重量。按照这种新的计算方法, 计算出的分屏蔽编织材料的重量约为本公司原采用的旧方法的80%, 这对合理计算材料消耗和合理报价提供了可靠的依据。
3 结束语
本文论述了以下两个问题:
(1) 通过对电线电缆手册第一册中提供的金属丝编织层重量计算公式的变换, 使我们能直观理解变换后的新公式的物理概念, 而且经实际应用其计算结果是正确的。
(2) 提出仪表电缆分屏蔽椭圆形编织层的等效圆直径的定义及计算, 为椭圆形编织层的重量和密度的计算提供了理论的依据, 经实际应用表明是合理和正确。
上述两项工作, 为我们电线电缆金属编织层的设计和计算提供了基础, 为产品的合理报价和材料的消耗控制提供了依据。
参考文献:
图1 DJYP VP 仪表电缆截面图
2. 2 问题解决
利用展开图(见图2) 的研究方法对编织层进行研究, 分屏蔽和总屏蔽编织展开图形状是一样的, 但把分屏蔽编织展开图还原到圆形状态,
情况有所变
a ) 编织展开图 b ) 单向展开图 c ) 数学模型图
图2 编织层展开图及数学模型图
[1] 王春江主编. 电线电缆手册(第1册) [M].北京:机械工业出
版社, 2001.
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