耐火电缆绕包云母带的重量计算

张永仲， 刘云峰

(江苏东峰电缆有限公司，江苏 无锡 214251)

耐火电缆绕包云母带的重量计算

张永仲， 刘云峰

(江苏东峰电缆有限公司，江苏 无锡 214251)

绕包带重量的常用计算公式对于间隙绕包是准确的，对于重叠绕包有一定的误差，尤其当搭盖率≥50%时，该公式计算误差太大，已不能适用。文中重新推导了绕包云母带重量的精确计算公式。

耐火电缆； 云母带； 搭盖率； 重量； 计算

0 引 言

电线电缆制造中，绕包带重量的常用计算公式为：

W=π(d+t)tρ/(1±k)

(1)

式中，W为绕包带重量(kg/km)；d为导体直径(mm)；t为绕包带厚度(mm)；ρ为绕包带密度(g/cm3)；k为间隙率或搭盖率，其中重叠绕包采用1-k，间隙绕包采用1+k。

对于间隙绕包，该公式是准确的；对于重叠绕包，当搭盖率小于50%时，该公式有一定的误差；当搭盖率≥50%时，该公式误差很大，已不能适用。在耐火电缆的生产中，云母带的搭盖率为50%左右，由于云母带价格昂贵，需要对绕包云母带的重量进行精确计算，本文针对搭盖率lt;50%和≥50%两种绕包方式进行了公式推导。

1 搭盖率klt;0.5时绕包带重量计算

图1为绕包层展开图。图中，b为云母带沿电缆轴向的宽度。

当klt;0.5时，云母带的重量可看做由两部分组成：一层厚度为t的圆椎体，以及圆柱体上的搭盖部分。

图1 绕包层展开图之一

圆柱体的重量W1可由下式计算：

W1=π(d+t)tρ

(2)

由图1中可知，云母带绕包节距为(1-k)b，搭盖部分沿轴向的长度为kb，云母带在一个节距内有一次搭盖，因此搭盖部分的重量W2为：

(3)

云母带的总重量W为：

W=W1+W2=π[d+(2k+1)t]tρ/(1-k)

(4)

2 搭盖率k≥0.5时绕包带重量计算

图2为绕包层展开图。图中表示了开始绕包的前三圈的情况，“1层、2层、3层”分别是各处绕包带的层数，在“3层”处是我们要计算的搭盖部分的重量。

图2 绕包层展开图之二

当搭盖率k≥0.5时，云母带的重量可看做由两部分组成：一层厚度为2t的圆柱体，以及圆柱体上的搭盖部分。

圆柱体的重量W3可由下式计算：

W3=π(d+2t)2tρ

(5)

由图2可知，云母带绕包节距为(1-k)b，每圈绕包时的搭盖长度为kb，设我们要计算的搭盖部分的长度为x，则x可由下式计算：

x+(1-k)b=kb

(6)

推导得：x=(2k-1)b

(7)

由于在一个节距范围内只有一个需要计算的搭盖部分，因此搭盖部分的重量W4为：

(8)

云母带的总重量W为：

W=W3+W4=π[d+(6k-1)t]tρ/(1-k)

(9)

在云母带绕包时，要保证每个点上有两层云母带，有的点上有三层云母带，因此x不能大于绕包带距，否则的话将使有的点上有四层以上的云母带，因此要满足于下式：

x≤(1-k)b

由于x=(2k-1)b

推导得k≤2/3

因此在制定工艺时，搭盖率不能大于2/3。

3 公式验算和比较

当搭盖率k=0.5时，按式(1)计算得：

W=π(d+t)2tρ

按式(4)和式(9)计算得：

W=π(d+2t)2tρ

显然式(4)和式(9)比式(1)更准确。

4 计算实例的结果比较和分析

4.1式(4)和式(1)的计算结果对比

设云母带的厚度为0.14 mm，密度为1.50 g/cm3，搭盖率为45%，计算结果见表1。

表1 式(4)和式(1)的计算结果对比

注：误差率=[式(4)计算值-式(1)计算值]/式(4)计算值，下表类同。

4.2式(9)和式(1)的计算结果对比

设云母带的厚度为0.14 mm，密度为1.50 g/cm3，搭盖率为55%，计算结果见表2。

表2 式(9)和式(1)的计算结果对比

5 结束语

常用的绕包带重量计算公式，对于间隙绕包是准确的，但对重叠绕包有一定的误差，尤其当绕包搭盖率50%及以上时已不能适用。这是因为该公式建立于传统的电缆制造工艺，即由所选用材料性能、绕包工艺及其功能要求所决定的，搭盖率通常仅为20%左右，引起误差较小，故不引起大家注意。但是，防火电缆采用了性能特殊和价格很高的云母带材料，且搭盖率通常在50%左右，因此，常用的传统计算公式已不能适用。

本文所介绍的较为精确的计算式，可较准确计算云母带重量，这对于产品的材料消耗和成本核算有很大的帮助。

CalculationoftheWeightofWrappingMicaTapeinFire-ResistantCables

ZHANG Yong-zhong, et al

(Jiangsu DongFeng Cables Co.,Ltd, Wuxi 214251, China)

The common calculation method for the weight of wrapping tape is accurate for loose wrapping and inaccurate with certain error for overlapped wrapping, especially when the overlapping is equal to or greater than 50%. This method is inappropriate even with small error. In this paper, an accurate calculation method for the weight of wrapping mica tape was deduced.

fire-resistant cable; mica tape; overlapping; weight; calculation

TM246.9

B

1672-6901(2010)02-0036-02

2009-08-25

张永仲(1968-)，男，工程师.

作者地址：江苏无锡市官林镇环镇路西[214251].