CN112668126B - 一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，包括步骤一，拟定设计；步骤二，计算系数；步骤三，计算截面积；步骤四，计算单丝长度电阻值；步骤五，计算等效电阻；步骤六，计算电阻率；步骤七，调整节径比；步骤八，导体直径处理；步骤九，后处理；该发明通过调节同心式绞合导体中各层导体的理论节径比；以最小体积电阻率值和其对应的导体结构计算出单丝的直径，得出单丝直径为同等的20°C导体直流电阻下最小的线径，材料用量也最为节省。

Description

一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法
技术领域
本发明涉及电线电缆导体设计技术领域，具体为一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法。
背景技术
为保证电线电缆的柔软性和稳定性，电线电缆的导体常采用同心式绞合圆形结构，所谓的同心式绞合是把所有设计数量的铜、铝单丝按一定的方向和规律，围绕同一中心进行缠绕，最终绞合成一圆形结构；绞合后导体中单丝的总根数和所测试的20℃直流电阻应符合国家标准GB/T3956-2008的要求；
同心式绞合圆形结构分为非紧压圆形结构和紧压圆形结构，传统非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法不能通过调节同心式绞合导体中各层导体的理论节径比；导致无法分别计算出整根导体的体积电阻率，无法达到最小的体积电阻率计算值时为最佳节径比设计结构；使其材料用量增多，浪费资源；针对这些缺陷，设计一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，包括步骤一，拟定设计；步骤二，计算系数；步骤三，计算截面积；步骤四，计算单丝长度电阻值；步骤五，计算等效电阻；步骤六，计算电阻率；步骤七，调整节径比；步骤八，导体直径处理；步骤九，后处理；
其中在上述步骤一中，拟定设计包括以下步骤：
1）按照绞合导体单丝的排列结构，拟定设计绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径；
2）根据拟定设计的原则，绞合导体外层的节径比不应小于内层；
其中在上述步骤二中，根据步骤一2）中的绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径，通过λ=I/h计算出导体中各层单丝的绞入系数λ；
其中在上述步骤三中，根据步骤一2）中拟定设计绞合导体的单丝直径和步骤二中绞入系数λ计算出导体的实称截面积S；
其中在上述步骤四中，根据采购的不同批次的铜铝杆材生产的单丝实际测试的体积电阻率和步骤一2）中绞合导体的单丝直径，通过R=ρ*I/S计算出拟定设计的单丝单位长度的20℃直流电阻R；
其中在上述步骤五中，根据步骤四中单丝单位长度的20℃直流电阻R，计算出单丝并联后的等效电阻即为绞合后导体的电阻R1；
其中在上述步骤六中，根据步骤三中导体的实称截面积S和步骤五中绞合后导体的电阻R1，通过ρ2=R1/（I/S）计算出绞合后导体的体积电阻率ρ2；
其中在上述步骤七中，通过多次调整步骤一1）中绞合导体各层结构的节径比，逐步推算步骤六中绞合后导体的体积电阻率ρ2，达到生产时绞合后导体各层不松散时的最小值；
其中在上述步骤八中，导体直径处理包括以下步骤：
1）根据步骤七中绞合后导体的体积电阻率的最小值与达到骤七中绞合后导体的体积电阻率时绞合导体的各层节径比，并对比国家标准GB/T 3956-2008中对应标称截面的标称电阻值；
2）再通过R1=ρ2*I/S，计算出标称电阻下导体的实称截面积，从而逆推出绞合导体的最小单丝直径I1；
其中在上述步骤九中，根据生产实际情况变更导体结构循环步骤一至步骤八进行设计。
根据上述技术方案，所述步骤二中I为一个节距中单线的展开长度，h为节距长度。
根据上述技术方案，所述步骤四中ρ为单丝的体积电阻率。
根据上述技术方案，还包括步骤七中调试数据需要备份存储。
根据上述技术方案，所述步骤八1）中绞合导体的单丝直径为非紧压圆形绞合导体所设计的最小单丝线径。
根据上述技术方案，所述步骤九中设计后的圆形绞合导体单丝线径需要进行测试筛选。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法通过调节同心式绞合导体中各层导体的理论节径比；以最小体积电阻率值和其对应的导体结构计算出单丝的直径，得出单丝直径为同等的20℃导体直流电阻下最小的线径，材料用量也最为节省。
该非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，节径比是单丝按一定的角度缠绕一周时前进的有效距离与缠绕后的导体直径的比值和单丝的体积电阻率，来分别计算出整根导体的体积电阻率，达到最小的体积电阻率计算值时为最佳节径比设计结构。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的绞合导体的外观示意图；
图3是本发明的绞合导体的截面剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，包括步骤一，拟定设计；步骤二，计算系数；步骤三，计算截面积；步骤四，计算单丝长度电阻值；步骤五，计算等效电阻；步骤六，计算电阻率；步骤七，调整节径比；步骤八，导体直径处理；步骤九，后处理；
其中在上述步骤一中，拟定设计包括以下步骤：
1）按照绞合导体单丝的排列结构，拟定设计绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径；
2）根据拟定设计的原则，绞合导体外层的节径比不应小于内层；
其中在上述步骤二中，根据步骤一2）中的绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径，通过λ=I/h计算出导体中各层单丝的绞入系数λ，I为一个节距中单线的展开长度，h为节距长度；
其中在上述步骤三中，根据步骤一2）中拟定设计绞合导体的单丝直径和步骤二中绞入系数λ计算出导体的实称截面积S；
其中在上述步骤四中，根据采购的不同批次的铜铝杆材生产的单丝实际测试的体积电阻率和步骤一2）中绞合导体的单丝直径，通过R=ρ*I/S计算出拟定设计的单丝单位长度的20℃直流电阻R，ρ为单丝的体积电阻率；
其中在上述步骤五中，根据步骤四中单丝单位长度的20℃直流电阻R，计算出单丝并联后的等效电阻即为绞合后导体的电阻R1；
其中在上述步骤六中，根据步骤三中导体的实称截面积S和步骤五中绞合后导体的电阻R1，通过ρ2=R1/（I/S）计算出绞合后导体的体积电阻率ρ2；
其中在上述步骤七中，通过多次调整步骤一1）中绞合导体各层结构的节径比，逐步推算步骤六中绞合后导体的体积电阻率ρ2，达到生产时绞合后导体各层不松散时的最小值，调试数据需要备份存储；
其中在上述步骤八中，导体直径处理包括以下步骤：
1）根据步骤七中绞合后导体的体积电阻率的最小值与达到骤七中绞合后导体的体积电阻率时绞合导体的各层节径比，并对比国家标准GB/T 3956-2008中对应标称截面的标称电阻值，绞合导体的单丝直径为非紧压圆形绞合导体所设计的最小单丝线径；
2）再通过R1=ρ2*I/S，计算出标称电阻下导体的实称截面积，从而逆推出绞合导体的最小单丝直径I1；
其中在上述步骤九中，根据生产实际情况变更导体结构循环步骤一至步骤八进行设计，设计后的圆形绞合导体单丝线径需要进行测试筛选。
基于上述，本发明的优点在于，该非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法通过调节同心式绞合导体中各层导体的理论节径比；以最小体积电阻率值和其对应的导体结构计算出单丝的直径，得出单丝直径为同等的20℃导体直流电阻下最小的线径，材料用量也最为节省；
该非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，节径比是单丝按一定的角度缠绕一周时前进的有效距离与缠绕后的导体直径的比值和单丝的体积电阻率，来分别计算出整根导体的体积电阻率，达到最小的体积电阻率计算值时为最佳节径比设计结构。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，包括步骤一，拟定设计；步骤二，计算系数；步骤三，计算截面积；步骤四，计算单丝长度电阻值；步骤五，计算等效电阻；步骤六，计算电阻率；步骤七，调整节径比；步骤八，导体直径处理；步骤九，后处理；其特征在于：
其中在上述步骤一中，拟定设计包括以下步骤：
1）按照绞合导体单丝的排列结构，拟定设计绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径；
2）根据拟定设计的原则，绞合导体外层的节径比不应小于内层；
其中在上述步骤二中，根据步骤一2）中的绞合导体各层结构的节径比和拟定设计绞合导体的单丝直径，通过λ=I/h计算出导体中各层单丝的绞入系数λ，I为一个节距中单线的展开长度，h为节距长度；
其中在上述步骤三中，根据步骤一2）中拟定设计绞合导体的单丝直径和步骤二中绞入系数λ计算出导体的实称截面积S；
其中在上述步骤四中，根据采购的不同批次的铜铝杆材生产的单丝实际测试的体积电阻率和步骤一2）中绞合导体的单丝直径，通过R=ρ*I/S计算出拟定设计的单丝单位长度的20℃直流电阻R，ρ为单丝的体积电阻率；
其中在上述步骤五中，根据步骤四中单丝单位长度的20℃直流电阻R，计算出单丝并联后的等效电阻即为绞合后导体的电阻R1；
其中在上述步骤六中，根据步骤三中导体的实称截面积S和步骤五中绞合后导体的电阻R1，通过ρ2=R1/（I/S）计算出绞合后导体的体积电阻率ρ2；
其中在上述步骤七中，通过多次调整步骤一1）中绞合导体各层结构的节径比，逐步推算步骤六中绞合后导体的体积电阻率ρ2，达到生产时绞合后导体各层不松散时的最小值；
其中在上述步骤八中，导体直径处理包括以下步骤：
1）根据步骤七中绞合后导体的体积电阻率的最小值与达到骤七中绞合后导体的体积电阻率时绞合导体的各层节径比，并对比国家标准GB/T 3956-2008中对应标称截面的标称电阻值；
2）再通过R1=ρ2*I/S，计算出标称电阻下导体的实称截面积，从而逆推出绞合导体的最小单丝直径I1；
其中在上述步骤九中，根据生产实际情况变更导体结构循环步骤一至步骤八进行设计。
2.根据权利要求1所述的一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，其特征在于：还包括步骤七中调试数据需要备份存储。
3.根据权利要求1所述的一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，其特征在于：所述步骤八1）中绞合导体的单丝直径为非紧压圆形绞合导体所设计的最小单丝线径。
4.根据权利要求1所述的一种非紧压圆形绞合导体单丝线径的设计方法，其特征在于：所述步骤九中设计后的圆形绞合导体单丝线径需要进行测试筛选。
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