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首页 > 线缆知识 > 线缆百科 | 线缆常用计算公式大全，秘诀在手在线缆行业横着走

线缆百科 | 线缆常用计算公式大全，秘诀在手在线缆行业横着走

发布时间：2022-04-19 13:56:16浏览次数：9547次

(本网部分图文转载于网络和用户上传，目的在于传递更多信息，版权归原作者。不希望被转请在30日内同本网联系删除。)
第一部分  导电线芯


一、 导电线芯及裸导体制品
1． 圆单线的截面和重量计算：
(1)单一材料的圆单线：
截面  F=0.25π*d12 （mm2）     
重量  W1=F*r=0.25π*d12*r （kg/km）
W1铜=6.982 d12 （kg/km）   W1铝=2.121 d12 （kg/km）  
 W1 钢=6.126 d12 （kg/km）
 F—圆单线截面积   mm2                      W1 --导线重量   kg/km
 d1—圆单线直径   mm                        r—所用材料比重   g/cm3
(2)双金属线:
1) 重量系数法:
 W2=W1*K                           W2锡=W1铜*K=6.982d12 *K
2) 综合比重法:
 W2=0.25π*d12* r2  *(r-r1)/(r2-r1)
 W2—镀层材料重量   kg/km                  K --镀层的重量系数   见表1
 d2—镀层单线的直径   mm                   r –有镀层材料的比重   g/cm3
 r1—内层材料的比重    g/cm3               r2—镀层材料的比重    g/cm3  
表1.

线径(mm)
K
线径(mm)
K
0.08—0.14
0.0525
0.85—0.95
0.0153
0.15—0.19
0.0366
0.96—1.10
0.0143
0.20—0.24
0.0304
1.11—1.35
0.0138
0.25—0.29
0.0268
1.36—1.67
0.0117
0.30—0.36
0.0240
1.68—1.75
0.0104
0.37—0.39
0.0220
1.76—1.81
0.0101
0.40—0.47
0.0202
1.82—2.00
0.0097
0.48—0.59
0.0198
2.01—3.51
0.0088
0.60—0.73
0.0178
3.52及以上
0.0078
0.74—0.84
0.0165

2.型线的截面和重量计算
1) 裸扁线的截面和重量计算
(1) 截面  F=a*b - f=a*b-[(2R)2-πR2] = a*b - 0.358 R2      (mm2)  
(2) 周长  C=2(a+b) - L=2(a+b)-(8R-2πR) =2(a+b) - 1.72R    (mm)
(3) 重量  W1=F*r      (kg/km)
a— 扁线厚度   mm                                b—扁线宽度   mm
R—扁线的圆角半径   mm                           r—方角一圆角截面的差数   mm2
L—方欠与圆角周长的差数   mm                     F—扁线截面积   mm2
C—扁线的周长   mm                               r—所用材料比重   g/cm3
2) 双沟形电车线截面和重量计算
双沟形是车线截面可用作图法分块计算,然后相加而得,或使用求积仪测得。但在计算重量时可用标称截面计算。
(1) 铜电车线
W=F*8.89    （kg/km)                  F—标称截面  mm2
(2) 铝合金电车线
   W=F*r   (kg/km)                   r—铝合金比重  g/cm3
(3) 钢铝电车线
W=W铜+W铝=F钢*r钢+F铝*r铝    (kg/km)
(参照电线电缆手册 第二册709页  表12—5)
3) 高压电缆用型线芯重量计算
(1) 空心绞合线芯直径D
D=D0+2(tz+t弓)  (mm)
(2) 重量
W=(FZnZ+F弓n弓)*r*K   (kg/km)
tz、t弓—Z形及弓形线厚度  mm                 D0 —油道直径  mm
FZ、F弓—Z形及弓形线厚度  mm                 nZ、n弓—Z形及弓形线根数
r —所用材料比重  g/cm3                        K—线芯绞入系数

二、 绞线
1． 绞合线芯的结构计算
1） 线芯按正规绞合时总根数
表2

中心层根数
按正规绞合时总根数
备注
1
2
3
4
5
6
Z=1+3n（n-1）
Z=（3n-1）n
Z=3n2
Z=（3n+1）n
Z=（3n+2）n
Z=3n（n+1）
n—层数（包括中心层n为1）
Z—绞合线芯根数
表3

中心线根数
外径比  M
中心线根数
外径比  M
1
2
3
M=2n-1
M=2n
M=2n+0.154
4
5
6
M=2n+0.414
M=2n+0.7
M=2n+1
（2）非正规绞合时,线芯外径比M的计算:
  M=D/d=d[1+1/sin(1800/Z)]/d=1+1/sin(1800/Z)
(3)线芯外径：
  D=M*d
  Z—外层根数          d—单线直径  mm            n—层数   
  D—线芯直径    mm        M—外径比
表4

总根数
结构形式
外径比M
总根数
结构形式
外径比M
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
40
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
2
3
4
5
6
1+6
1+7
1+8
2+8
3+8
3+9
4+9
4+10
5+10
5+11
0+6+11
0+6+12
1+6+12
1+6+13
1+7+13
1+7+13+19
2+7+12+19
2+7+13+19
2+8+13+19
2+8+14+19
2+6+14+20
3+8+14+20
3+9+14+20
3+9+15+20
3+9+15+21
4+9+15+21
4+10+15+21
4+10+16+21
4+10+16+22
2
2.154
2.414
2.7
3
3
3.3
3.7
4
4.154
4.154
4.414
4.414
4.7
4.7
5
5
5
5.154
5.3
7.3
8
8
8
8
8
8.154
8.154
8.154
8.154
8.414
8.414
8.414
8.414
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
38
39
39
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
63
64
91
1+8+13
2+8+13
2+8+14
3+8+14
3+9+14
3+9+15
4+9+15
4+9+16
4+10+16
5+10+16
5+11+16
5+11+17
6+11+17
6+12+17
6+12+18
1+6+12+18
1+7+12+18
2+6+12+18
1+7+13+18
2+7+12+18
5+10+16+22
5+10+17+22
5+11+17+22
5+11+17+23
6+11+17+23
6+12+17+23
6+12+18+23
6+12+18+24
1+6+12+18+24
2+6+12+18+24
2+7+12+18+24
1+7+13+18+24
2+7+13+18+24
1+6+12+18+24+30
5.7
6
6
6.154
6.154
6.154
6.414
6.414
6.414
6.7
6.7
6.7
7.0
7.0
7.0
7.0
7.3
8
7.3
8
8.7
8.7
8.7
8.7
9.0
9.0
9.0
9.0
9.0
10
10
9.3
10
11


 
 
3） 复绞线外径计算：
D=M*d            其中：M—外径比        d—单丝外径      mm
                  
复绞线外径比               
表5 

复绞线结构
（股数/单线根数/单线直径）
外径比
M
复绞线结构
（股数/单线根数/单线直径）
外径比
M
4/19/d
11.96
19/37/d
34.25
6/19/d
14.76
27/7/d
17.96
7/7/d
8.803
27/16/d
27.54
7/11/d
12.21
27/18/d
30.73
7/12/d
12.21
27/49/d
48.73
7/14/d
12.96
30/19/d
31.57
7/19/d
14.76
31/19/d
32.98
7/27/d
18.16
33/19/d
32.98
7/32/d
19.23
37/7/d
20.52
12/7/d
12.22
37/8/d
22.84
14/7/d
12.96
37/12/d
27.84
14/9/d
15.54
37/16/d
29.36
19/7/d
14.7
37/19/d
34.41
19/10/d
19.36
37/21/d
35.42
19/11/d
19.92
48/7/d
23.89
19/13/d
21.32
48/19/d
40.05
19/14/d
21.35
52/19/d
41.39
19/15/d
22.29
61/7/d
26.53
19/17/d
24.42
61/12/d
36.56
19/18/d
24.58
61/14/d
38.12
19/22/d
27.38
61/32/d
58.89
19/26/d
30.11
61/46/d
71.88
19/27/d
30.11

4) 束线芯的结构计算:
(1) 束线芯各层根数及总根数的计算
a: 中心为1根时,第n层及总根数
  第一层   Z1=1                       第n层   Zn=6(n-1)   (n>2)
  总根数   Z=3n2-3n+1
 b: 中心为2—5根时，第n层及总根数
  第一层   Z1（2、3、4、5根）         第n层   Zn=Z1+6（n-1）
  总根数   Z=3n2-3n+nZ1
(2) 束线芯外径计算
a: 中心为1—6根时外径经比的计算可按正规绞合外径比计算
  D=M束*d*K                         d—单线直径  mm
K为束线后外径调整系数,因为束线层数越多,其外径由于嵌入空隙而比正规排列有所减小,所以通过调整系数K予以调整。               
 束线外径比M束和调整系数                 
表6

中心根数
层次
单线根数
Z
外径比  M束
调整系数
K
最大
平均
1
中心
1
1
1
1
7
3
3
1.0
2
19
5
4.96
0.99
3
37
7
6.94
0.99
4
61
9
8.91
0.99
5
91
11
10.89
0.99
6
127
13
12.73
0.99
2
中心
2
2
2
1.0
1
10
4
5.97
0.992
2
24
6
5.96
0.994
3
44
8
7.96
0.995
4
70
10
9.95
0.996
5
102
12
11.96
0.997
6
140
14
13.96
0.997
3
中心
3
2.154
2.15
1.0
1
12
4.154
4.12
0.991
2
27
6.154
6.11
0.992
3
48
8.154
6.11
0.992
4
75
10.154
10.11
0.995
5
108
12.154
12.11
0.996
6
147
14.154
14.11
0.996
4
中心
4
2.414
2.41
1.0
1
14
4.414
4.40
0.997
2
30
6.414
6.37
0.993
3
52
8.414
8.35
0.992
4
80
10.414
10.32
0.991
5
114
12.414
12.30
0.991
6
154
14.414
14.28
0.992
5
中心
5
2.7
2.7
1.0
1
16
4.7
4.698
0.999
2
33
5.7
6.698
0.999
3
56
8.7
8.698
0.999
4
85
10.7
10.698
0.999
5
120
12.7
12.698
0.999
6
161
14.7
14.698
0.999

b.中心根数无法分清时外径的计算:
D=1.05[（4Z-1）/3]1/2 *d  （mm）
其中：Z—单线总根数                          d—单线标称直径   mm
2.绞合线芯的重量计算
（1） 普通绞线：由相同线径的同一种材料构成
截面  F=π/4 *d2Z  （mm2）
重量  W=F*r*Km     （kg/km）
其中: d—单线标称直径  mm                    Z—单线根数；
      r—所用材料比重  g/cm3                  Km—平均绞入系数
（2） 组合绞线由不同材料的单线构成，不同材料的单线直径有相同的，也有不同的。
不同材料相同单线直径的截面和重量：
截面：F=F1+F2=π/4*d2Z1+π/4*d2Z2=π/4*d2（Z1+Z2）  （mm2）
重量：W=W1+W2=F1*r1*K1m+F2r2*K2 m =π/4*d2（Z1*r1*K1 m +Z2*r2*K2 m） （kg/km）
不同材料不同单线直径的截面和重量：
截面：F=F1+F2=π/4*f*Z1+π/4* d22 *Z2 =π/4（d12Z1+d22Z2） （mm2）
重量：W=W1+W2=F1*r1*K1 m +F2*r2*K2 m =π/4（d12Z1r1K1 m + d22Z2r2K2 m） （kg/km）
其中:d1、d2—两种不同材料的单线标称直径  mm          r1、r2—两种不同材料的比重  g/cm3
     Z1、Z2—两种不同材料的单线根数                 d 单线标称直径  mm
     K1 m、K2 m—两种不同材料单线绞合的平均绞入系数
    对于钢芯铝绞线的材料重量计算，应该采用组合绞线的计算方法。先计算出每公里各种材料的重量以后，再算出每吨产品各种材料的重量。
    W=W1+W2          
 其中: W—钢芯铝绞线总重  kg/km     W1—钢线重量  kg/km      W2—铝线重量  kg/km
每吨钢芯铝绞线中钢重量为：W1ˊ=W1/W*1000 （kg/t）
每吨钢芯铝绞线中铝重量为：W2ˊ=W2/W*1000   （kg/t）
  注: 对探测电缆、野外电缆用钢、铜混绞线也用此公式）
（3） 复绞线：
重量: W=W股*Z股*K复（kg/km）
  其中:Z股—复绞线中股数         W股--绞制股线的重量  kg/km     K复--复绞线绞入系数
（4） 束线：
 重量：W=π/4*d2 Z*r*K  kg/km
  其中: d--单线标称直径  mm      r—所用材料比重  g/cm3         K—绞入系数  查表7
       Z—单线根数

2． 绞入系数K值的理论计算：
∵Mp=h/D    
∴h=Mp*D
∵L=[h2+（πD）2]1/2=[（MpD）2+（πD）2] 1/2=D（Mp2+π2）1/2
∴K=L/h= D（Mp2+π2）1/2/Mp*D=[1+（π/Mp）2]1/2       
其中: Mp—节距比  h—节距    D—导线直径                            
            
 绞入系数查对表             
表7
 
节距比
M
绞入系数K
节距比
M
绞入系数K
节距比
M
绞入系数K
节距比
M
绞入系数K
0.05
62.8
3.25
1.391
10.25
1.046
20
1.012
0.10
31.4
3.5
1.343
10.5
1.044
21
1.011
0.15
20.96
3.75
1.304
10.75
1.042
22
101
0.20
15.73
4.0
1.271
11.0
1.040
23
1.0093
0.25
12.6
4.25
1.243
11.25
1.038
24
1.0088
0.30
10.52
4.5
1.291
11.5
1.037
25
1.0079
0.35
9.027
4.75
1.199
11.75
1.035
26
1.0073
0.40
7.914
5.0
1.181
12.0
1.034
27
1.0068
0.45
7.049
5.25
1.165
12.25
1.032
28
1.0063
0.50
6.359
5.5
1.151
12.5
1.031
29
1.0059
0.55
5.796
5.75
1.139
12.75
1.030
30
1.0055
0.60
5.328
6.0
1.129
13.0
1.029
31
1.0051
0.65
4.933
6.25
1.119
13.25
1.028
32
1.0048
0.70
4.596
6.5
1.111
13.5
1.027
33
1.0045
0.75
4.305
6.75
1.011
13.75
1.026
34
1.0043
0.80
4.050
7.0
1.096
14.0
1.025
35
1.004
0.85
3.827
7.25
1.090
14.25
1.024
36—40
1.0038
0.90
3.629
7.5
1.084
14.5
1.023
41—50
1.0027
0.95
3.453
7.75
1.079
14.75
1.022
51—60
1.0016
1.00
3.295
8.0
1.074
15.0
1.021
61—70
1.0012
1.25
2.704
8.25
1.070
15.5
1.020
71—80
1.0009
1.50
2.320
8.5
1.066
16.0
1.019
81—90
1.0007
1.75
2.054
8.75
1.062
16.5
1.018
91—100
1.0006
2.00
1.861
9.0
1.059
17.0
1.017
101—110
1.00044
2.25
1.717
9.25
1.056
17.5
1.016
111—127
1.00035
2.50
1.605
9.5
1.053
18.0
1.015
127以上
1.0003
2.75
1.513
9.75
1.051
18.5
1.014

3.00
1.448
10.0
1.048
19.0
1.013


 
三、紧压圆形线芯的重量计算：
1． 单芯  W=F*r*η*K1m  （kg/km）     S=π/4*d2*Z*η  （η=1/μ）
2． 多芯  W=F*r*N*η*K1m *K2m  （kg/km）
其中：截面为25—70 mm2      η=0.95        μ=1.05
      截面为95—120 mm2     η=0.97        μ=1.035
      截面为150—   mm2     η=0.96        μ=1.04
      F—线芯面积    mm2
      r—所用材料比重   g/cm3
      K1m—线芯平均绞入系数
      K2m—成缆时平均绞入系数
      N—成缆线芯根数    μ—延伸系数
 
四、扇形线芯的结构和重量计算
1.扇形线芯有两芯180°、三芯120°和四芯3*100°+1*60°

 线芯高度与相当圆直径的关系     
                                                                          表8

标称
截面
mm2
计算截面mm2
半圆及扇形线芯
高度h（mm）
线芯相当圆直径
mm2
绝缘后半圆及扇形线芯高度h（mm）
半圆
2芯       180°
扇形
3芯、120°
扇形
3+1芯
100°
半圆
2芯
 180°
扇形
3芯、120°
扇形
3+1芯
100°
25
24.2
4.2
4.9
5.7
6.68
4.2+2t
4.9+2.155t
5.7+2.31t
35
34
5.0
5.8
5.9
6.5
6.6
7.97
5.0+2t
5.8+2.155t
5.9+2.155t
6.5+2.31t
6.6+2.31t
50
48.4
6.0
7.0
7.1
7.9
9.54
6.0+2t
7.0+2.155t
7.1+2.155t
7.9+2.31t
70
67.8
7.2
8.5
9.3
9.4
11.15
7.2+2t
8.5+2.155t
9.3+2.31t
9.4+2.31t
95
92
8.5
9.8
9.9
11.3
13.05
8.5+2t
9.8+2.155t
9.9+2.155t
11.3+2.31t
120
116.5
9.6
11.2
12.3
14.64
9.6+2t
11.2+2.155t
12.3+2.31t
150
145.2
10.7
12.8
13.7
16.55
10.7+2t
12.8+2.155t
13.7+2.31t
185
179.5
14.2
14.3
15.1
18.45
14.2+2.115t
14.3+2.155t
15.1+2.31t
240
233
16.2
21.00
16.2+2.155t

 注：t—绝缘厚度  毫米
2.扇形线芯重量计算：
 绞线  W=F*r*N*η*K1m*K2m  （kg/km）
 独根扇形线  W= F*r*N* K2m  （kg/km）
 （符号同紧压圆形线芯）

五、 通讯电缆的结构和重量：
1． 通讯是缆的绞线组及成缆直径的计算  见表9



 
（1）绞线组直径的计算    见表9
   其中: D—绞线直径mm                    d--单线直径mm    
        Δ1—绝缘厚度mm                   Δ2—屏蔽层厚度 mm
（2）电缆外径D
  a.纸带绝缘对绞市话电缆外径
   D=M*d组 (mm)   
   其中：d组—对绞组直径  mm       
        M—外径比(查电线电缆手册、二册768页表12—37)
   b.塑料绝缘对绞市话、局用及配线电缆外径
   5对以下的电缆芯外径     D=2Md    mm
   10—100对电缆外芯       D=（4/π*S*K）1/2  mm
    其中：S—所有单根绝缘线芯的总截面积  mm2       K—绞缆外径系数
    
绞线组直径的计算
表9

序号
截面示意图
线对名称
代表符号
简图符号
绞线直径
计算公式
1
双线组
1*2*d
D=165d （纸绝缘）
D=2d（塑料绝缘）
2
加强
双线组
1*2*d
D=1.65d+2Δ1
D=2d+2Δ
3
屏蔽
双线组
1*2*d
D=1.65d+2Δ2
D=2d+2Δ2
 
4
星形
四线组
1*4*d
D=2.32d
5
加强星形四线组
1*4*d
D=2.32d+2Δ1
6
屏蔽星形四线组
1*4*d
D=2.32d+2Δ1+2Δ2
 
7
四线组
1*2*2*d
D=2.6d(纸绝缘)
D=4d(塑料绝缘)
8
双星形
线组
1*2*4*d
D=3.9d(纸绝缘)
D=4.82d(塑料绝缘)
9
六线组
1*2*3*d
D=3.55d(纸绝缘)
D=4.3d(塑料绝缘)



2.同轴电缆导电线芯重量计算:
(1) 内导体 W1=π/4*d12*r* Z1*K  (kg/km)
(2) 外导体 W2=b*δ*r*Z1*K      (kg/km)
(3) 对称四线组、信号线：
    W3=π/4*d2*r*Z2*K1*K      (kg/km)
其中：d1—内导体标称直径  mm               d2—对称线或信号线标称直径  mm
 r—所用材料比重  g/cm3                            K1—星绞或对绞绞入系数    查表7
      K—成缆绞入系数    查表7
Z1、Z2—一根电缆中，同轴对或对称线、信号线单线根数

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