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认证报告

电线电缆简介(三)

日期:2014年5月21日 17:00

四、电线电缆的设计

A1.导体线径、股数、面积与电阻的关系

1.导体的概念

能够导电的物体称的为导体。相反,不能导电的物体称的为绝缘体。在大自然中,铜的导电能力较强,电阻( Restistance )低。实际上,我们经常用到的是合金导体。例如,镍、铬、铜线,又称的为电阻线,能产生大量的热。由于各金属成分不一样,则电阻大小也不一样。镀锡铜和镀镍铜是经常用到的,镀锡铜导电性能好,价格比镀镍铜低。但是相对锡而言更易氧化。镀镍铜它更比镀锡铜耐腐蚀,但成本高。因此,我们通常选用镀锡铜线或镀锡绞线。

我们应该还记得下面这个公式:

         R=

         R 为电阻;

         P 为导电率;

         L 为线长;

         A为截面积;

在工厂非常容易看到如此规格1332 20AWG19/0.19TS)导体线材。我们来分析一下

1332 20AWG (19  /  0.19  TS)

A            B  C   D   E

A->1332表示型号( AWG美国线规),20AWG其中一种.

B->19表示此导体由19股细铜丝组成.

C-> /表示19股细铜丝是绞合在一起,一般线材都要绞合除单根的外.

D->表示19股铜丝的每股细铜丝的单根直径是0.19mm

E->T表示镀锡铜线,S表示铜线为绞合。

2.导体线径

我们用到的线材导体直径一般比较小,从0.05mm1.291mm。使用线径小的导体,可以保证线材的柔软度,我们用细铜绞线代替单一粗铜导体也就是这个道理。由于有线径大小的区分,就有了铜条、铜线、铜丝的不同称呼,他们的线径依次减小。当然下面的简单公式将得出导体面积:

            A=πr2=0.7854d2

A2导体相关计算

1.绞距(Pitch)、掺入率的概念

绞合有两种方式:同心绞和束绞。在了解他们的前,我们先了解一下绞距的概念。学过工科的同仁清楚螺杆中有螺距的概念,学过理科的同仁清楚波长的概念,绞距与螺距、波长相似,在平面上也是具有相同性质两点的距离。

显然,相同长度的导体,绞合的细铜丝要比直放的细铜丝长。这种就存在掺入率的概念。用导体的长度乘上一个系数(K),就得到绞线的实际长度。通过下面图标可以推出一个公式:

       P ->绞距.

            L->绞距范围内芯线实际长度。

       D1-> 层心径。

          L

从而推出:λ=             -1  ;

     K=1+λ       K为掺入系数。

2.导体重量计算公式

这里的重量严格来说区别与我们以前的概念,因为它的单位是KG/KM,而不是单独的KGG即它是单位长度线材的重量。

W=d2×6.9822×n×k1×c×k2×p×k3  W=d2×n×0.7854×8.9×1.03

式中:d->为单股铜线直径; N->股数 K1->铜线掺入率; C->芯数 P->芯线对数      K2->芯线集合掺入数;

K3->对型线缆集合掺入率(芯线无对绞,K3=1);

上面公式出现了芯线掺入率、芯线对数,这是因为我们设计的线缆的芯线同样具有绞合、绞距等等概念。

3.导体绞合外径的计算

我们设计线缆包括线材外被是用量的计算,这对一个工厂来说是非常重要的。因此,导体绞合外径的计算就有必要了。无论是导体还是芯线都存在两种绞合:同心绞、束绞。

名副其实,同心绞 是指以一条或多条铜单线为中心,在其周围各层以左右交互的方向绞合。每层的单线总数均比其内一层多6条。束绞 是叫所有单线,依同一方向绞合。其它还有复合绞等等。

当导体股数(芯线条数)为719376195并胶合时,为同心绞;其余股数(芯数)为束绞。导体胶合外径的计算公式如下:

同心绞胶合外径  D=(1+2n)*d

 n为导体自内到外的层数;

束绞胶合外径  D=N×1.155×d

 D为绞合外径;  N为导体股数。

芯线胶合外径则可参考《电子线材用量设计应用公式标准》。

前面还提到对型线缆集合掺入率,所谓对型即导体(芯线)两两绞合在一起,的后所有导体(芯线)再一起总绞(也可以不总绞)。这一般是应用在要求较高电器性能的线材上。值得一提的是,芯线绞与导体绞是相同原理,但芯线绞我们称的为芯线集合层心径的概念。

A3.绝缘材料与绝缘相关计算

1.塑料材料的两种特性:

1.1 热可塑性(THERMO-PLASTIC);

1.2 热固性(THERMO-SETTING);

2. 常用到的绝缘材料

有:PPPolyproplene)材料般较亮,较硬,燃烧平稳,无太多的烟尘,有下滴现象。价格较低。

SR-RVC(SR-Polyvinyl chloride)材料较暗,较软,燃烧有大量的烟尘。价格较贵

FEP耐油、耐磨、电气性能好等特点。

PE(Poly Ethylene Resin)材料很亮,很软,较难加工,无下滴现象。价格较贵。

对塑料材料而言,无论绝缘材料还是线材外被材料都有一些重要的机械特性、化学特性等等。这可以参考《电线用塑料材料特性表》。比重在电线电缆设计中也很重要,例如报价。比重概念中,有一个加权平均比重的概念。表示入下公式:

     n1×ρ1+n2×ρ2

ρ平均=

      n1+ n2 

     其中:n1ρ1为第一种材料的比例、比重;

     其中:n2ρ2为第二种材料的比例、比重。

3.有关绝缘的计算

  3.1重量(KG/KM):(工厂适用)

W=[πρt(D+t)+K4d2ρ]×C×K2×P×K3   W=(D2- d2)×0.7854×P

式中:π…圆周率(3.146, ρ… 比重,  D导体绞合外径(mm),

        t绝缘厚度;   K4押入系数,    d单线线径;   C芯数 ;     K2芯线掺入率;  P对数; K3对型电缆集合掺入率。

3.2重量(KG/KM):(业务适用)

W=[D2-Nd2]×0.7854×ρ×C×K2×P×K3

式中:D绝缘外径(mm),N导体总股数,d单线径(mm).0.7854…π/4

3.3绝缘外径(mm

D=2×t+d

式中:t绝缘厚度,d导体绞合外径(mm)。

A4.对绞、集合的绞线眼模的设计与选用

一个例子:3C×0.752 +PVC电源线(地线为裸铜).

0.752 (19/0.23TS)×2C+19/0.23TS

ID=1.75 mm;       >

试问其绞合外径是多少?选用多大的绞线眼模?

求出总截面积:A=0.7854×1.75×2+0.7854×1.15×2

近似求绞合外径:D=(A/0.7854)3.6mm

但实际上眼模不能达到这个要求(D=3.6 mm)

在集合盘上应按如下摆线法:

这样才不容易出现前左图中的极限现象。因此D什还要加上一个经验值,通常加上0.5

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该资讯的关键词为:导体