ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 312
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №1
Расчет конструкции ТПЖ.
Широкое распространение получили одножильные кабели, конструкция которых представлена на рис.1. Кабели изготавливают с алюминиевыми и медными жилами с пластмассовой, резиновой и бумажной изоляцией.
 |  |
| Рис.1. Конструкция одножильного экранированного кабеля. | |
Круглые скрученные токопроводящие жилы
Проволоки скручивают в жилу для придания изделию устойчивой формы. По гибкости токопроводящие жилы кабелей и проводов подразделяются на шесть классов (по рекомендации МЭК), отличающихся числом проволок (табл. 1).
Таблица 1
Классы гибкости токопроводящих жил кабелей
| Сечение, мм2 | Классы гибкости | |||||
| Стационарная прокладка | Нестационарная прокладка | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 625 800 | 1 1 1 1 7 7 7 19 19 37 37 37 37 37 61 61 | 7 7 7 7 19 19 19 37 37 37 61 61 61 61 127 127 | 19 19 19 19 27 37 37 61 61 91 – – – – – – | 49 49 49 98 144 189 189 266 266 330 420 518 672 854 – – | 80 224 196 189 266 266 361 608 756 925 1221 1525 2013 1769 – – | 324 513 783 1107 402 999 1332 1702 2109 2590 3360 1270 – – – – |
Чем больше класс, тем меньше диаметр проволок и больше их количество, следовательно, тем большей гибкостью обладает жила. Кабели с жилами первого и второго классов применяются для стационарной прокладки, с третьего по шестой – для нестационарной прокладки, а также для стационарной прокладки в случаях, где требуется повышенная гибкость при монтаже или вибростойкость во время эксплуатации.
При выборе конструкции жилы большое значение имеет коэффициент заполнения, т.е. отношение суммы сечений всех проволок, входящих в жилу, к площади круга, описанного вокруг скрученной жилы:
где Sпр – площадь поперечного сечения проволоки; Sж – площадь поперечного сечения жилы;N – число проволок; d – диаметр проволоки; dж – диаметр жилы.
Формула справедлива, когда все проволоки имеют один диаметр. Если жила скручена из стренг, то коэффициент заполнения жилы
где f1 – коэффициент заполнения стренги; f2 – коэффициент заполнения жилы стренгами.
Ниже приведены формулы для расчета различных конструкций жил (табл. 2)
Таблица 2
Формулы для расчета параметров жилы
-
№ 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.
Коэффициент заполнения скрученных жил составляет 0,71–0,76. Повысить этот коэффициент можно за счет обжатия жил на специальных вальцах. Уплотненная жила имеет меньший диаметр, поэтому расход изоляционных материалов и материалов на оболочку уменьшается примерно на восемь процентов. У уплотненной жилы по сравнению с неуплотненной поверхность более гладкая, что положительно сказывается на распределении напряженности электрического поля. Однако при уплотнении происходит нагартовка. Это вызывает снижение электропроводности на 0,8 %.
Параметры скрутки
В скрученной жиле все проволоки располагаются по винтовой линии. На рис. 2 показан один виток проволоки.
 |
| Рис.2. Развертка витка проволоки: h – шаг скрутки; α – угол скрутки; L – длина витка проволоки; Dср – средний диаметр; dж – диаметр жилы; d – диаметр проволоки. |
Из рис. 2 видно, что
.Тогда шаг скрутки h:
.Или:
.Таким образом:
, или
. mт– теоретическая кратность шага скрутки (его также называют коэффициентом скрутки или просто – кратностью).
Выбор величины коэффициента скрутки является принципиальным вопросом, и ввиду большого разнообразия требований к кабельным изделиям должен производиться в каждом конкретном случае в зависимости от назначения изделия.
В общем можно отметить: – величины коэффициента скрутки внутренних повивов следует выбирать большими, чем для наружных повивов (чем меньше mт, тем сильнее скручена жила). Это дает реальный экономический эффект за счет уменьшения расхода материалов и увеличения производительности крутильного оборудования. Так выбор меньших значений mт для внешних повивов обеспечивает достаточную гибкость и устойчивость конструкции.
Необходимо помнить, что существует минимальное (критическое) значение mт≈10, когда дальнейшее уменьшение mт приводит к тому, что проволоки не смогут укладываться в повив, т.е. будут выдавливать друг друга из повива.
Еще одним важным параметром скрутки является коэффициент укрутки kу показывает, во сколько раз длина проволоки (L) больше шага скрутки (h):
.Так как длина одного витка:
или 
то:
Значение ky = 1,047 – критический коэффициент укрутки (при большем значении
проволоки не смогут укладываться в повив).Коэффициент укрутки жилы, имеющей несколько повивов, рассчитывается следующим образом:
,где n1, n2 – количество проволок в повиве; k1, k2 – коэффициенты укрутки соответствующих повивов.
Порядок расчета круглых скрученных токопроводящих жил
-
Сечение токопроводящей жилы известно, например S0=500 мм2 (сечение по металлу). -
По марке кабеля уточняем класс гибкости ТПЖ и минимальное допустимое количество проволок в жиле. 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 пятью проволоками в центре: 5+11+17+23. Для такой системы скрутки число проволок в жиле равно
; 
-
Определяем сечение одной проволоки:
-
Вычисляем диаметр проволоки:
, 
-
Вычисляем диаметр скрученной жилы:
; 
мм-
Определим коэффициент заполнения:
-
Сделаем проверку коэффициента заполнения:
-
Вычисляем диаметр по каждому повиву:
,
-
Вычисляем средний диаметр по каждому повиву:
-
Задаемся кратностью шага скрутки по каждому повиву (центральная проволока считается за повив), например, m2 =16, m3=15 , m4=14. -
Вычисляем шаги скрутки каждого повива:
-
Вычисляем коэффициент укрутки каждого повива :
-
Вычисляем общий коэффициент укрутки:
