8字形绝缘层截面积计算及推广应用

时间：2024-07-28

廖水平，陈志榕

(广州广日电气设备有限公司，广东广州511447)

0 引言

两芯平行绝缘电线8字形绝缘层截面积的计算，在《电线电缆手册》第一册中给出了计算公式，其中的S1在实际运算时，出现了负值，与实际不符。本文就此进行了分析推导，对S1的计算公式进行了修正，并将此计算公式推广应用到8字形扁形电梯电缆护套截面积的计算。

1 计算公式

在《电线电缆手册》第一册的第1141页中，两芯平行绝缘电线8字形绝缘层的截面积S的计算公式为:

式中:d为导电线芯直径(mm);t为绝缘厚度(mm);S1为绝缘层两圆环重合处的面积(mm2);α如图1所示，为OA和OB的夹角，其值等于

2 计算与实际不符的现象

在实际的工艺计算中，S1的计算会出现负值，例如导体直径d为1.1 mm，绝缘厚度t为0.6 mm时，可计算出α=42.35°，cosα=0.739，sinα=0.674，代入式(2)进行计算，则有:

S1为负值，显然与实际不符。那么问题出在哪里呢，不妨结合图形对公式进行分析推导。

3 公式推导及修正

两芯平行绝缘电线8字形绝缘层的结构如图1所示，其中:BD为绝缘厚度t，BC=DC=0.5t，OA=t+0.5d，OD=0.5d，d为导体直径。

图1 8字形绝缘层示意图

从图1中可知，S1的面积为虚线部分所包含的面积，它等于4倍的ABC所在面积SABC，SABC等于扇形OAB的面积S扇OAB减去三角形OAC的面积S△OAC，其中扇形面积S扇OAB为:

三角形的面积S△OAC为:

则S1为:

根据以上的推导，S1的计算公式应修正为:

计算得S1=0.63 mm2。

4 推广应用

在电梯井道用的电梯电缆，一般都做成扁形的，其形状如图2所示，在JB/T 8734.6—2012中也有规定。但是有些客户，例如日本株式会社，也采用8字形的扁形电梯电缆，如图3所示。对于8字形的扁形电梯电缆，其护套截面积的计算，可分解为4个部分，其中S1可参照两芯平行电线8字形绝缘层截面积的计算公式。

图2 普通扁形电梯电缆示意图

对于8字形扁形电梯电缆护套截面积的计算，就以60芯的为例来探讨，其示意图如图3所示，电缆护套的截面积S则为:

式中:S为8字形扁形电梯电缆的总面积;S1为组间相邻缆芯圆环护套重叠部分的面积，如图4所示虚线部分的面积;S2为缆芯圆环护套面积，如图5所示;S3为护套在绞合绝缘线芯表面的嵌隙面积，如图5所示;S4为缆芯圆环护套重叠部分的面积，如图6所示。

图3 60芯8字形扁形电梯电缆截面示意图

在图3中，e1为组间间隔，e2、e3分别为电缆短轴和长轴的护套厚度。对于8字形扁形电梯电缆，一般来说，e2和e3一般取相同的值，一来方便护套截面积的计算，二来方便模套的设计。例如日本株式会社对这种8字形的扁形电梯电缆，其e2和e3的值，36芯以下取1.4 mm，36芯及以上取1.5 mm。在以下的推导中，设绝缘线芯的直径为D，e1=h，e2=e3=e。下面就S1、S2、S3和S4的计算分别进行推导。

如图4所示，S1为虚线部分的面积，跟8字形绝缘层的S1的计算类似，可借用过来，但此时的d则应改为3D，t值应改为e，代入式(3)，即可得出S1的计算公式:

图4 S1截面计算示意图

如图5所示，S2则为

S3的面积，根据《电线电缆手册》第1138页表7-3-2，则有S3=1.263 D2。

图5 缆芯护套截面示意图

S4为图6所示的填充部分，即BCED所包围的弓形面积，扇形面积S扇OBCE与三角形面积S△OBE之差，其中:

由此则有:

图6 S4截面示意图

8字形的60芯扁形电梯电缆护套截面积的计算公式为: