- •Л.А. Ковригин основы кабельной техники
- •Пермь 2009
- •1. Токопроводящие жилы кабелей
- •Классы гибкости
- •1. Расчет конструкции силового кабеля с секторными жилами
- •1.2. Круглые скрученные токопроводящие жилы
- •1.3. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току
- •Электрический расчет изоляции
- •Расчет толщины изоляции кабеля переменного тока
- •Кабель с градированной изоляцией
- •2. 3. Расчет кабеля постоянного тока
- •Тепловой расчет кабеля
- •3.1. Расчет тепловых сопротивлений конструктивных элементов кабеля и окружающей среды
- •3.2. Расчет допустимого тока нагрузки при отсутствии потерь в изоляции и оболочках кабеля
- •3.3. Расчет допустимого тока нагрузки при наличии потерь в изоляции кабеля
- •3.4. Расчет допустимого тока нагрузки при наличии потерь в оболочках кабеля
- •Площадь поперечного сечения оболочки Sоб равна:
- •3.5. Расчет допустимого тока нагрузки трехжильного кабеля
- •Расчет кривой нагрева
- •3.7. Расчет тока перегрузки
- •Расчет тока короткого замыкания
- •3.9. Расчет распределения температуры по элементам конструкции кабеля
- •1. Токопроводящие жилы кабелей……………………..……………….1
1.2. Круглые скрученные токопроводящие жилы
Порядок расчета.
Сечение токопроводящей жилы известно, например S0=120 мм2 (сечение по металлу).
Задаемся числом повивов, например n=4. Большее число повивов соответствует большему классу гибкости.
Выбираем систему скрутки, например: нормальная (все проволоки одного диаметра) правильная (повивная) скрутка с одной проволокой в центре: 1+6+12+18. Для такой системы скрутки число проволок в жиле равно
; (1.7)
Определяем сечение одной проволоки:
(1.8)
Вычисляем диаметр проволоки:
, (1.9)
Вычисляем диаметр скрученной жилы:
; мм (1.10)
Определим коэффициент заполнения:
(1.11)
Сделаем проверку коэффициента заполнения:
(1.12)
Задаемся кратностью шага скрутки по каждому повиву (центральная проволока считается за повив), например, m2 =16, m3=15 , m4=14.
Вычисляем диаметр по каждому повиву:
, (1.13)
Вычисляем средний диаметр по каждому повиву:
(1.14)
Вычисляем шаги скрутки каждого повива:
(1.15)
После вычисления шагов скрутки обращаются к таблице шагов скрутки крутильных машин, принимаются их ближайшие значения и производится перерасчет фактического коэффициента скрутки. Подробно это будет изучаться в курсе «Технология производства проводов».
Вычисляем коэффициент укрутки каждого повива :
(1.16)
Вычисляем общий коэффициент укрутки:
(1.17)
Сделаем проверку диаметра жилы:
(1.18)
Формулы для расчета других конструкций жил представлены в табл. 2.
Таблица 2
Формулы для расчета диаметра жилы, числа проволок и коэффициента заполнения
-
№ п/п
Система скрутки
Диаметр жилы, D
Число проволок в жиле, N
Коэффициент заполнения, f
1
1+6+12+
2
2+8+14+
3
3+9+15+
4
4+10+16+
5
5+11+17+
Примечание: n – число повивов, d – диаметр проволоки.
1.3. Сопротивление токопроводящей жилы постоянному и переменному току
Порядок расчета.
Сопротивление токопроводящей жилы постоянному току вычисляется по формуле:
, (1.19)
где ρ20 – удельное сопротивление при 20ºС (табл. 2);
l – длина жилы;
S0 – сечение жилы;
α – температурный коэффициент сопротивления (табл. 2);
kу – коэффициент укрутки.
Свойства материалов, применяемых для изготовления токопроводящих жил, даны в [2] и табл. 2.
Таблица 2.
Электрические удельные сопротивления и температурные коэффициенты удельных сопротивлений
-
Материал
ρ20, Ом·мм2/м
α, 1/˚С
Медь
Алюминий
Свинец
Сталь
Бронза
Нержавеющая сталь
0,0172
0,0283
0,214
0,138
0,035
0,7
0,00393
0,00403
0,004
0,0045
0,003
___
Вычисление сопротивления жилы переменному току начинается с вычисления коэффициента x по формуле:
. (1.20)
Вычисляются коэффициенты учитывающие поверхностный эффект yП=f(x) и эффект близости yб=f(x):
, , (1.21)
где h – расстояние между осями кабелей, dж – диаметр жилы.
Приближенные формулы (2.21) справедливы для x<2,8.
4. Сопротивление жилы переменному току вычисляется по формуле через коэффициенты yП=f(x) и yб=f(x):
(1.22)