摘要：随着经济和科技水平的快速发展，根据实际生产经验，对钢带铠装和钢丝铠装电缆的计算公式进行了推导，获得了一个简单便捷的公式，使得钢带铠装电缆和钢丝铠装电缆的计算更加准确，给电缆技术人员对铠装工艺的设计带来了便捷。
关键词：电缆；铠装；计算
引言
为了让电缆能够承受径向压力，采取双钢带、间隙绕包工艺，称为钢带铠装电缆，该型号电缆一般使用在承载压力比较大的场合，比如广场及震动比较大的公路边、铁路边等，适合于地埋、隧道和穿管敷设；为了让电缆能够承受较大的轴向拉力，采取多根低碳钢丝绕包工艺，称为钢丝铠装电缆，该型号的电缆一般使用在跨距比较大，敷设落差较大的场合。铠装电缆与普通的电缆相比较，的确是仅仅在电缆线芯外面包一种用来保护电缆，以防砸、压、挤破电缆外皮后损伤线芯导致短路的保护层，简单的说就是加了一层“铠甲”。但是不要小看这个“铠甲”，它能增强抗拉强度，提高抗外力，且弯曲半径大，铠装层可以接地，起到保护电缆的作用。但在国内的参考资料和标准中，对铠装电缆的计算比较模糊，本文根据实际生产和经验，推导出了铠装电缆的计算公式。
1钢带铠装电缆的计算公式
电缆钢带铠装时一般都是双钢带铠装，标准规定，金属带铠装应螺旋绕包两层，使外层金属带的中线大致在内层金属带上方，包带间隙应不大于金属带宽度的50%。工艺一般规定绕包间隙率应为钢带宽度的40%-50%，且内层金属带的间隙应为外层金属带靠中间的部位所覆盖，绕包方向为左向。对于钢带铠装可以用间隙绕包的公式进行计算。在钢带铠装电缆的工艺设计中，有三个重要的参数：钢带宽度、绕包节距和绕包间隙率。具体计算如下：D=D0+2×n×t(1)α=arctanh×(D0+n×t)(2)h=M×(C+1)(3)M= N/cosα(4)G=3.14159×(D0+n×t)×n×t×p/(C+1)(5)式中：D0为铠装前电缆外径(mm)；D为铠装后电缆外径(mm)；n为绕包层数；t为钢带厚度(mm)；α为绕包角度(°)；h为绕包节距(mm)；M为纵带宽度(mm)；C为绕包间隙率(%)；N为钢带宽度(mm)；p为钢带密度(kg/dm3)；G为钢带重量(kg/km)。钢带厚度和宽度可根据假定外径依据相关产品标准或GB/T2952—2008进行选取。
2钢丝铠装电缆的计算公式
电缆钢丝铠装时，标准规定，钢丝铠装应紧密，即使相邻钢丝间的间隙为最小。在钢丝铠装电缆的工艺设计中，有两个重要的参数：钢丝根数和钢丝节距。根据以往经验，对于钢丝根数的计算还算方便，但对于钢丝节距的计算就比较复杂了，具体计算如下：D=D0+2×t(6)n=π×(D0+d)d×k(7)sinα=1/k(8)α=arcsin(1/k)(9)h=(D0+d)×tanα(10)G=3.14159/4×n×d×d×p×k(11)式中：D0为铠装前外径(mm)；D为铠装后电缆外径(mm)；n为钢丝根数；d为钢丝直径(mm)；k为钢丝绞合系数；α为钢丝绕包角度(°)；h为钢丝绞合节距(mm)；p为钢丝密度(kg/dm3)；G为钢丝重量(kg/km)。钢丝直径可根据假定外径依据相关产品标准或GB/T2952—2008行选取。
3钢带铠装电缆的计算实例
3.1YJV220.6/1kV3×35
YJV220.6/1kV3×35铠装前外径为24mm，选择钢带宽度为25mm，厚度为0.2mm，钢带密度为7.8g/cm3，要求间隙率为45%。经计算：铠装后外径为24.80mm；绕包角度为28.22°；绕包节距为41.14mm；铠装层重量为166.59kg/km。
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3.2YJV220.6/1kV3×150
YJV220.6/1kV3×150铠装前外径为43mm，选择钢带宽度为35mm，厚度为0.5mm，钢带密度为7.8g/cm3，要求间隙率为45%。经计算：铠装后外径为45mm；绕包角度为21.54°；绕包节距为54.56mm；铠装层重量为751.22kg/km。
4钢丝铠装电缆的计算实例
4.1YJV320.6/1kV3×6
YJV320.6/1kV3×6铠装前外径为11.8mm，选择钢丝直径为0.8mm，钢丝密度为7.8g/cm3。经计算：铠装后外径为13.4mm；钢丝根数为47根；绕包角度为72.2°；绕包节距为39.4mm；铠装层重量为194.00kg/km。
4.2YJV320.6/1kV4×50
YJV320.6/1kV4×50铠装前外径为28.6mm，选择钢丝直径为2.0mm，钢丝密度为7.8g/cm3。经计算：铠装后外径为32.6mm；钢丝根数为46根；绕包角度为74.1°；绕包节距为107.1mm；铠装层重量为1177.84kg/km。
5生产验证
按照上述公式进行计算，并对实际生产进行了验证，经检测计算结果和实际检测数据偏差微乎其微，证明了计算公式的准确性。
5.1YJV220.6/1kV3×120+1×70钢带铠装电缆
YJV220.6/1kV3×120+1×70铠装前外径为49.01mm，选择钢带宽度为40mm，厚度为0.5mm，绕包节距为62.9mm，钢带密度为7.8g/cm3。经计算：铠装后外径为51.01mm；绕包角度为21.82°；绕包间隙率为46%；铠装层重量为847.724kg/km。经实际检测：铠装后外径为51.05mm；绕包角度为21.80°；绕包间隙率为46.2%；铠装层重量为847.5kg/km。
5.2YJY330.6/1kV3×120+1×70钢丝铠装电缆
YJY330.6/1kV3×120+1×70铠装前外径为40.73mm，选择钢丝直径为2.0mm，钢丝根数为63根，绕包节距为121.54mm，钢丝密度为7.8g/cm3。经计算：铠装后外径为44.73mm；绕包角度为70.63°；铠装层重量为1177.84kg/km。经实际检测：铠装后外径为44.75mm；绕包角度为70.60°；铠装层重量为1177.90kg/km。
6电力工程电缆故障的预防
在电缆敷设方式的选择上，应与当地实际情况相结合，如：避免直埋方式在多雨地区和高地下水位中的应用。在较为集中的电缆数量应用地区采用电缆井或者电缆隧道的形式。对于距离变电站相对较远的用电用户，电缆敷设方式可运用架空形式或者防水形式。在北方地区，在电缆敷设工程开展之前，需做好充足的准备，比如：冬季由于气温偏低，当雪堆积足够多时，如果线缆不容易产生扭转，雪会自动从导线上掉下。当冰层重量超过电线电缆的接受能力，由于电线电缆架空在室外，就容易导致线缆将输电铁塔拉到或者将电线杆拉到以及线缆自身崩断的现象。
结语
铠装电缆的计算公式在国内相关资料和标准中都比较模糊，本文根据实际经验对钢带铠装和钢丝铠装电缆的计算公式进行了推导，使得钢带铠装和钢丝铠装的相关计算更加便捷，这有利于工厂成本控制和计算，为产品的合理报价和材料的消耗控制提供了帮助。
参考文献
[1]中国电器工业协会.额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件:GB/T12706—2008[S].北京:中国标准出版社.
[2]中国电器工业协会.电缆外护层:GB/T2952—2008[S].北京:中国标准出版社.
论文作者:赵永华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：电缆论文; 钢丝论文; 外径论文; 钢带论文; 间隙论文; 宽度论文; 角度论文; 《基层建设》2019年第13期论文;