8字形絕緣層截面積計(jì)算及推廣應(yīng)用

廖水平，陳志榕

(廣州廣日電氣設(shè)備有限公司，廣東 廣州511447)

0 引言

兩芯平行絕緣電線8字形絕緣層截面積的計(jì)算，在《電線電纜手冊(cè)》第一冊(cè)中給出了計(jì)算公式，其中的S1在實(shí)際運(yùn)算時(shí)，出現(xiàn)了負(fù)值，與實(shí)際不符。本文就此進(jìn)行了分析推導(dǎo)，對(duì)S1的計(jì)算公式進(jìn)行了修正，并將此計(jì)算公式推廣應(yīng)用到8字形扁形電梯電纜護(hù)套截面積的計(jì)算。

1 計(jì)算公式

在《電線電纜手冊(cè)》第一冊(cè)的第1141頁(yè)中，兩芯平行絕緣電線8字形絕緣層的截面積S的計(jì)算公式為:

式中:d為導(dǎo)電線芯直徑(mm);t為絕緣厚度(mm);S1為絕緣層兩圓環(huán)重合處的面積(mm2);α如圖1所示，為OA和OB的夾角，其值等于

2 計(jì)算與實(shí)際不符的現(xiàn)象

在實(shí)際的工藝計(jì)算中，S1的計(jì)算會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，例如導(dǎo)體直徑d為1.1 mm，絕緣厚度t為0.6 mm時(shí)，可計(jì)算出α=42.35°，cosα=0.739，sinα=0.674，代入式(2)進(jìn)行計(jì)算，則有:

S1為負(fù)值，顯然與實(shí)際不符。那么問(wèn)題出在哪里呢，不妨結(jié)合圖形對(duì)公式進(jìn)行分析推導(dǎo)。

3 公式推導(dǎo)及修正

兩芯平行絕緣電線8字形絕緣層的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中:BD為絕緣厚度t，BC=DC=0.5t，OA=t+0.5d，OD=0.5d，d為導(dǎo)體直徑。

圖1 8字形絕緣層示意圖

從圖1中可知，S1的面積為虛線部分所包含的面積，它等于4倍的ABC所在面積SABC，SABC等于扇形OAB的面積S扇OAB減去三角形OAC的面積S△OAC，其中扇形面積S扇OAB為:

三角形的面積S△OAC為:

則S1為:

根據(jù)以上的推導(dǎo)，S1的計(jì)算公式應(yīng)修正為:

計(jì)算得S1=0.63 mm2。

4 推廣應(yīng)用

在電梯井道用的電梯電纜，一般都做成扁形的，其形狀如圖2所示，在JB/T 8734.6—2012中也有規(guī)定。但是有些客戶，例如日本株式會(huì)社，也采用8字形的扁形電梯電纜，如圖3所示。對(duì)于8字形的扁形電梯電纜，其護(hù)套截面積的計(jì)算，可分解為4個(gè)部分，其中S1可參照兩芯平行電線8字形絕緣層截面積的計(jì)算公式。

圖2 普通扁形電梯電纜示意圖

對(duì)于8字形扁形電梯電纜護(hù)套截面積的計(jì)算，就以60芯的為例來(lái)探討，其示意圖如圖3所示，電纜護(hù)套的截面積S則為:

式中:S為8字形扁形電梯電纜的總面積;S1為組間相鄰纜芯圓環(huán)護(hù)套重疊部分的面積，如圖4所示虛線部分的面積;S2為纜芯圓環(huán)護(hù)套面積，如圖5所示;S3為護(hù)套在絞合絕緣線芯表面的嵌隙面積，如圖5所示;S4為纜芯圓環(huán)護(hù)套重疊部分的面積，如圖6所示。

圖3 60芯8字形扁形電梯電纜截面示意圖

在圖3中，e1為組間間隔，e2、e3分別為電纜短軸和長(zhǎng)軸的護(hù)套厚度。對(duì)于8字形扁形電梯電纜，一般來(lái)說(shuō)，e2和e3一般取相同的值，一來(lái)方便護(hù)套截面積的計(jì)算，二來(lái)方便模套的設(shè)計(jì)。例如日本株式會(huì)社對(duì)這種8字形的扁形電梯電纜，其e2和e3的值，36芯以下取1.4 mm，36芯及以上取1.5 mm。在以下的推導(dǎo)中，設(shè)絕緣線芯的直徑為D，e1=h，e2=e3=e。下面就S1、S2、S3和S4的計(jì)算分別進(jìn)行推導(dǎo)。

如圖4所示，S1為虛線部分的面積，跟8字形絕緣層的S1的計(jì)算類似，可借用過(guò)來(lái)，但此時(shí)的d則應(yīng)改為3D，t值應(yīng)改為e，代入式(3)，即可得出S1的計(jì)算公式:

圖4 S1截面計(jì)算示意圖

如圖5所示，S2則為

S3的面積，根據(jù)《電線電纜手冊(cè)》第1138頁(yè)表7-3-2，則有S3=1.263 D2。

圖5 纜芯護(hù)套截面示意圖

S4為圖6所示的填充部分，即BCED所包圍的弓形面積，扇形面積S扇OBCE與三角形面積S△OBE之差，其中:

由此則有:

圖6 S4截面示意圖

8字形的60芯扁形電梯電纜護(hù)套截面積的計(jì)算公式為:

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)8字形絕緣截面公式的推導(dǎo)，重新修正了計(jì)算公式，且推廣應(yīng)用到8字形扁形電梯電纜護(hù)套層截面的計(jì)算，并以60芯的8字形扁形電梯電纜為例，對(duì)其護(hù)套層的截面計(jì)算進(jìn)行了推導(dǎo)，給出了計(jì)算公式。對(duì)于不同芯數(shù)和纜芯組合的8字形扁形電梯電纜，其護(hù)套層截面的計(jì)算，可根據(jù)結(jié)構(gòu)做適當(dāng)調(diào)整，即可得出其計(jì)算公式。

［1］王春江主編.電線電纜手冊(cè)(第一冊(cè))［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［2］JB/T 8734.6—2012額定電壓450/750V及以下聚氯乙烯絕緣電纜電線和軟線 第6部分:電梯電纜［S］.