材料净重计算方法归纳.doc

电线电缆材料净重计算黄红鼎 2009年1月一、电线电缆计算标准电线电缆标准有国家标准（GB或GB/T）、IEC标准（国际电工委员会标准）和企业内部标准等。不同标准中规定的电线电缆的种类和结构有所不同。通常按国家标准计算。计算前需搜集相关资料。下面列出一些常见电线电缆的国家标准号：铜铝芯塑料线：GB 5023-1997、JB 8734-1998；架空电线：GB/T 1179-1999、GB 12527-90、GB 14049-93；控制电缆：GB 9330-88；电力电缆：GB/T 12706-2002。二、电线电缆的种类和基本结构电线电缆有很多种类，2003年电线电缆产品出厂价格目录中概括得较为全面。常见的有铜铝芯塑料线、架空电线、控制电缆和电力电缆等。不同种类的电线电缆其结构不同，只有先了解电线电缆结构，才能进行正确的净重计算。电缆的基本结构由导体、绝缘和外护套三部分构成。单芯电缆基本结构如下图：多芯电缆基本结构如下图：导体为铜线或铝线；绝缘主要有聚氯乙烯绝缘（PVC混合料）和交联聚乙烯绝缘（XLPE混合料）；导体和绝缘构成一个“线芯”，多个线芯用包带扎紧后称为“电缆芯”，包带有无纺布、PVC带和膜等；外护套一般为聚氯乙烯料。另外在包带和外护套之间还可以用钢带作铠装。电线电缆的结构可参考常见电线电缆结构图。三、电线电缆的型号、电压和规格要指定一种电缆，通常表示为以下形式：型号电压芯数截面 如YJLV0.6/1KV3240mm2，YJV226/10KV350mm2。型号：电线电缆型号一般用大写字母表示，例中的YJ表示“交联聚乙烯绝缘”，L表示铝芯（铜芯代号省略），V表示聚氯乙烯护套，22表示钢带铠装，前一个2表示双钢带铠装，后一个2表示聚氯乙烯护套。要电压：表示各种电线电缆适用的电压，一般形式为：相电压/线电压。如上例中的0.6KV和6KV即相电压，指导体对地或金属屏蔽之间的额定电压；1KV和10KV即线电压，指导体间的额定电压。芯数截面称为“规格”，芯数即“线芯”的根数，如上例中的3。截面指“导体”的截面积，有标称截面和计算截面之分，电缆规格通常用标称截面表示，如上例中的50mm2和240mm2。常用的标称截面有（单位：mm2）：0.5、0.75、1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300、400、500、630等，计算截面不一定等于标称截面，在标称截面上下变动。四、电线电缆的导体结构电线电缆的导体由一根或多根单线绞合而成。导体结构表示为n/d，n为单线根数，d为单线直径（单位mm），意为n 根直径为d的单线绞合成一个线芯的导体。如7/2.20。国标中对n和d的搭配并没有强制性规定，一般对某种导体只规定n的最少根数或d的最大直径。n=1时称为第1种“实心导体”，n1时，分为第2种绞合导体、第3种束线导体、第5种和第6种软导体。具体可参看GB/T 3956-1997电缆的导体。五、导体净重计算 电线电缆导体的净重计算公式如下：单线直径，单线根数，即为导体截面积；注意，按此计算出的截面称为“计算截面”，其值与标称截面有一定偏差。导体比重。铜线为8.89g/cm3，铝线为2.703g/cm3；导体单线平均绞入系数。多根单线成芯时并不是平放，而是分层绞入的，如图所示：图中长为 的一根单线绞入后得到长度为 的绞线，与的比值即为这根单线绞入系数，即：多根单线则分层绞入，绞入层分为中心层、内层和外层，同一层的绞入系数可视为相同。各层的绞入系数则不同，故需求各层的平均绞入系数,按下式计算：分别为中心层、内层和外层的单线根数；分别为中心层、内层和外层的绞入系数。各层的绞入系数可以通过实测获得，不同单线根数的平均绞入系数各不相同。通常平均绞入系数在1.0121.025之间；n=1时则不绞入，绞入系数为1。钢芯铝绞线的平均绞入系数较特殊，如下表所示：导体的线芯根数。如三芯电缆，则N=3；“线芯成缆”绞入系数。其物理意义与单线绞合是一样的道理。成缆绞入系数与线芯根数和线芯结构有关，通常在1.0031.03之间；=1时，=1。电力电缆的成缆绞入系数在1.0031.015之间，控制电缆的成缆绞入系数在1.0251.03之间。对于需紧压的导体，其净重应乘以紧压系数，它是延伸系数的倒数，即：，延伸系数与线芯截面有关：标称截面为2570mm2 时，标称截面为95120mm2时，标称截面 =150mm2时，延伸系数还与紧压技术有关。紧压程度越好，则延伸系数越大，紧压系数越小，从而就越节约材料。一般紧压系数取0.950.96。导体净重计算结果保留到小数点后1位即可，导体净重计算结果单位为：kg/km。下同。六、导体外径的确定导体有普通圆形导体、紧压圆形导体、紧压半圆形或扇形导体、瓦形导体、束线或复绞线导体。1、普通圆形导体外径：对于结构为n/d的导体，若n=1，则其普通圆形导体的外径就等于单线直径d，即若n1，则其普通圆形导体外径按以下公式计算：M称为外径比，外径比与单线根数和单线绞合形式有关。绞合形式一般为分层形式的正规绞合，即当n =7时，中心层为1根单线，第二层为6根单线，第三层为12根单线，每增一层多6根，这样依次下去，一定的单线根数就对应一定的外径比。如下表所示：2、紧压圆形导体外径标称截面在10mm2及以上的架空绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电力电缆的导体为紧压圆形导体。圆形导体经过紧压后，导体外径变小，从而节约了护层材料。紧压导体外径与导体截面和紧压技术有关。受紧压技术影响，各国的紧压导体外径不尽相同，各厂家的紧压导体外径也不尽相同。如下表所示： 紧压圆形导体外径一般为紧压前导体外径的90%94%，如：或3、半圆形或扇形紧压导体为了节约成缆后的护层材料，有的电线电缆导体采用半圆形或扇形紧压结构。半圆形或扇形导体用导体高度来表征。也与线芯截面有关，如下表所示：受紧压技术影响，各厂家的半圆形或扇形紧压导体高度不尽相同。由于扇形导体是不规则的扇形，包绝缘后扇形高度分别为：2芯：（t为绝缘厚度）3芯：4芯：3+1芯： 4、束线或复绞线导体外径软线或软电缆，如BVR、KVVR等，与普通导体相比，其导体结构是更多根、更细的金属线的绞合。软导体的绞合称为“束合”，束合出来的股线称为“束线”，多股束线再束合，称为“复绞线”。束线和复绞线各单线间的位置相互不固定，所以束线的外径不一定呈圆形。因此束线和复绞线外径比须在普通绞线外径比的基础上进行调整。束线调整外径比如下表：注：7根及以下束线外径比同普通绞线。复绞线调整外径比如下表：注意：导体外径的计算结果须进行修约，保留到小数点后2位。七、绝缘和护层的计算护层有挤包护层、绕包护层和编织护层等。1、挤包护层挤包护层有绝缘、屏蔽、内衬层（高压电缆的内衬层称为隔离套）和外护套等。护层净重计算式如下：挤包护层前的外径。挤包护层的厚度。挤包护层的厚度一般由国家标准规定。挤包护层比重。常用挤包护层的比重如下（单位：g/cm3）：；。比重单位均为g/cm3。成缆绞入系数。在前面已作过阐述。2、绕包护层： 绕包护层有无纺布、PVC带、铜带、钢带和铝合金带等。净重计算公式如下：绕包前外径。绕包层数。绕包带厚度。无纺布和PVC带一般用于包扎线芯成缆。无纺布厚度为0.2mm，PVC带厚度为0.3mm。一般电缆包一层，电力电缆包两层。铜带一般用作屏蔽，厚度在0.050.15之间，取值依具体要求而定。钢带和铝合金带用作铠装，钢带厚度有0.2mm、0.5mm和0.8mm三种规格；铝合金带厚度有0.5mm和0.8mm两种规格。 包带比重。无纺布比重为0.52；PVC带比重为1.16；铜带比重为8.89；钢带比重为7.8；铝合金带比重为2.703。比重单位均为g/cm3。 实际重叠率或间隙率。钢带为间隙绕包，其他包带一般为搭盖绕包。搭盖绕包用，15%；间隙绕包用，15%，但是注意：两层钢带间隙绕包时实际间隙率约为30%33%。3、编织护层 编织护层主要有铜丝编织（用作屏蔽）和钢丝编织（用作铠装）。编织护层净重计算式如下：编织前外径；编织金属丝直径；铜丝在0.150.3之间；钢丝在0.82.5之间。编织层的单向覆盖率；与编织密度有关： 的值由标准规定，一般在65%80%之间。对应的值在0.40840.5528之间。交叉消耗系数，一般取1.02；编织金属丝比重，铜丝为8.89；钢丝为7.8。包裹护层后的线芯称为“绝缘线芯”，根据护层的不同，绝缘线芯的外径计算公式如下：（1）圆形挤包护层绝缘线芯外径：（2）圆形绕包护层绝缘线芯外径：（3）编织护层绝缘线芯外径：其中为包裹护层前外径，为护层厚度，为护层层数，为编织护层的金属丝直径。注意：绝缘线芯外径的计算结果须进行修约，保留到小数点后2位。八、成缆外径的计算将多根绝缘线芯用包带扎紧成为电缆芯的过程叫做“成缆”。成缆外径由绝缘线芯外径决定。成缆有等圆芯成缆、大小芯成缆和扇形芯成缆。1、等圆芯成缆的外径计算类似导体外径的计算，公式为：，绝缘线芯外径；成缆系数，意义与外径比相同。2、大小芯成缆有3+1芯、3+2芯和4+1芯，计算公式如下：3+1芯：3+2芯：4+1芯：大绝缘线芯外径；小绝缘线芯外径。3、扇形芯成缆外径计算公式：3芯：4芯：3+1芯： 注：关于扇形芯成缆外径的计算公式，有不同的观点。有的认为3芯成缆系数为2.11，4芯成缆系数为2.32。总之一切以成缆外径为标准，成缆外径可以进行单独控制。注意：成缆外径的计算结果须进行修约，保留到小数点后2位。九、填充料的净重计算填充料净重计算式如下：成缆外径；绝缘线芯外径；绝缘线芯根数；填充料比重，在0.710.915g/cm3之间；填充系数；在0.70.9之间。电力电缆在0.9以上。成缆绞入系数十、电缆外径和电缆重量的计算各种原材料净重计算出来后，最后还应该计算出电缆外径和电缆重量。电缆外径指电缆的最后直径。电缆重量指电缆各原材料的总重量。将计算出来的电缆外径和电缆重量与国家标准中的“电线近似直径”和“电缆参考重量”进行对比，即可判定前面计算的各种原材料净重是否合理。1、电缆外径计算公式如下：成缆外径；分别为各护层的层数；分别为各护层的厚度。2、电缆重量计算公式如下： 常见电线电缆结构图黄红鼎 2009年1月一、铜铝芯塑料线（GB 5023-1997、JB 8734-1998）： 说明：铜铝芯塑料线的型号有BV、BLV、BVV、BLVV、BVVB、BLVVB、BVR等。BV（BLV）为塑料绝缘无护套线，只有单芯结构，导体有铜线和铝线（铜的代号省略，铝用L表示）；绝缘为挤包聚氯乙烯料，用V表示。BVR为软铜束线（很细的多根金属线束合而成）。BVV为护套塑料线，有13芯，成缆后包一层无纺布；线芯间空隙部分用PP绳或电缆麻填充；护套为挤包聚氯乙烯料，用V表示。BVVB为半圆形或扇形线芯结构（扇形线芯结构见电力电缆结构图），有2芯和3芯。二、架空电线电缆（GB/T 1179-1999、GB 12527-90、GB 14049-93）：说明：架空电线电缆有钢绞线（GJ）、铝绞线（LJ）、钢芯铝绞线（LGJ）、架空绝缘电缆（JKYJ、JKLYJ、JKLGYJ）等。G代表钢丝或钢绞线，YJ代表交联聚乙烯绝缘。架空绝缘电缆有1KV和10KV，10KV中又分轻型（绝缘厚度2.5mm，且无导体屏蔽）和普通型（绝缘厚度3.4mm，有导体屏蔽）。架空绝缘电缆有13芯，多芯需有绝缘屏蔽。三、控制电缆（GB 9330-88）： 说明：控制电缆型号有KVV、KVV22、KVVP2、KVVP、KVVP2/22、KVVP/22和KVVR 等。22代表双钢带铠装外有聚氯乙烯护套，P2代表铜带屏蔽，P代表铜丝编织屏蔽。控制电缆有261芯，导体均为铜线，绝缘可以是聚氯乙烯，也可以是交联聚乙烯，如KYJV、KYJVP2；无纺布一般为一层，有铠装要加内衬层，内衬层为PVC带或挤包PVC料；钢带铠装为间隙绕包，钢带间间隙宽度约为带宽的15%，一般绕包2层；铜带为搭盖绕包，搭盖宽度为带宽的15%；铜丝编织为编织护层，编织密度65%80%左右。四、电力电缆（GB/T 12706-2002）： 说明：电力电缆包括聚氯乙烯绝缘电力电缆（VV、VV22、VLV、VLV22等，简称塑力缆）和交联聚乙烯绝缘电力电缆（YJV、YJV22、YJLV、YJLV22等，简称交联缆）。塑力缆主要为0.6/1KV，交联缆常见的有0.6/1KV、6/6KV、6/10KV、8.7/10KV 、8.7/15KV、26/35KV。6/6KV及以上称为高压电力电缆。