Материал: Расчетная работа 1 Расчет конструкции тпж

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №1Расчет конструкции ТПЖ.Широкое распространение получили одножильные кабели, конструкция которых представлена на рис.1. Кабели изготавливают с алюминиевыми и медными жилами с пластмассовой, резиновой и бумажной изоляцией.






Рис.1. Конструкция одножильного экранированного кабеля.
Круглые скрученные токопроводящие жилыПроволоки скручивают в жилу для придания изделию устойчивой формы. По гибкости токопроводящие жилы кабелей и проводов подразделяются на шесть классов (по рекомендации МЭК), отличающихся числом проволок (табл. 1).

Таблица 1

Классы гибкости токопроводящих жил кабелей

Сечение,

мм2

Классы гибкости

Стационарная прокладка

Нестационарная прокладка

1

2

3

4

5

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

300

400

500

625

800

1

1

1

1

7

7

7

19

19

37

37

37

37

37

61

61

7

7

7

7

19

19

19

37

37

37

61

61

61

61

127

127

19

19

19

19

27

37

37

61

61

91

–

–

–

–

–

–

49

49

49

98

144

189

189

266

266

330

420

518

672

854

–

–

80

224

196

189

266

266

361

608

756

925

1221

1525

2013

1769

–

–

324

513

783

1107

402

999

1332

1702

2109

2590

3360

1270

–

–

–

–
Чем больше класс, тем меньше диаметр проволок и больше их количество, следовательно, тем большей гибкостью обладает жила. Кабели с жилами первого и второго классов применяются для стационарной прокладки, с третьего по шестой – для нестационарной прокладки, а также для стационарной прокладки в случаях, где требуется повышенная гибкость при монтаже или вибростойкость во время эксплуатации.
При выборе конструкции жилы большое значение имеет коэффициент заполнения, т.е. отношение суммы сечений всех проволок, входящих в жилу, к площади круга, описанного вокруг скрученной жилы:где Sпр – площадь поперечного сечения проволоки; Sж – площадь поперечного сечения жилы;N – число проволок; d – диаметр проволоки; dж – диаметр жилы.Формула справедлива, когда все проволоки имеют один диаметр. Если жила скручена из стренг, то коэффициент заполнения жилыгде f1 – коэффициент заполнения стренги; f2 – коэффициент заполнения жилы стренгами.Ниже приведены формулы для расчета различных конструкций жил (табл. 2)
Таблица 2
Формулы для расчета параметров жилы

№ п/п

Система скрутки

Диаметр жилы, D

Число проволок в жиле, N

Коэффициент заполнения, f

1

1+6+12+







2

2+8+14+







3

3+9+15+







4

4+10+16+







5

5+11+17+






Примечание: n – число повивов, d – диаметр проволоки.Коэффициент заполнения скрученных жил составляет 0,71–0,76. Повысить этот коэффициент можно за счет обжатия жил на специальных вальцах. Уплотненная жила имеет меньший диаметр, поэтому расход изоляционных материалов и материалов на оболочку уменьшается примерно на восемь процентов. У уплотненной жилы по сравнению с неуплотненной поверхность более гладкая, что положительно сказывается на распределении напряженности электрического поля. Однако при уплотнении происходит нагартовка. Это вызывает снижение электропроводности на 0,8 %.Параметры скруткиВ скрученной жиле все проволоки располагаются по винтовой линии. На рис. 2 показан один виток проволоки.



Рис.2. Развертка витка проволоки: h – шаг скрутки; α – угол скрутки; L – длина витка проволоки; Dср – средний диаметр; dж – диаметр жилы; d – диаметр проволоки.
Из рис. 2 видно, что .Тогда шаг скрутки h: .Или: .Таким образом: , или . mт– теоретическая кратность шага скрутки (его также называют коэффициентом скрутки или просто – кратностью).Выбор величины коэффициента скрутки является принципиальным вопросом, и ввиду большого разнообразия требований к кабельным изделиям должен производиться в каждом конкретном случае в зависимости от назначения изделия.В общем можно отметить: – величины коэффициента скрутки внутренних повивов следует выбирать большими, чем для наружных повивов (чем меньше mт, тем сильнее скручена жила). Это дает реальный экономический эффект за счет уменьшения расхода материалов и увеличения производительности крутильного оборудования. Так выбор меньших значений mт для внешних повивов обеспечивает достаточную гибкость и устойчивость конструкции.
Необходимо помнить, что существует минимальное (критическое) значение mт≈10, когда дальнейшее уменьшение mт приводит к тому, что проволоки не смогут укладываться в повив, т.е. будут выдавливать друг друга из повива.Еще одним важным параметром скрутки является коэффициент укруткиkу показывает, во сколько раз длина проволоки (L) больше шага скрутки (h): .Так как длина одного витка: или то:Значение ky = 1,047 – критический коэффициент укрутки (при большем значении проволоки не смогут укладываться в повив).Коэффициент укрутки жилы, имеющей несколько повивов, рассчитывается следующим образом: ,где n1, n2 – количество проволок в повиве; k1, k2 – коэффициенты укрутки соответствующих повивов.Порядок расчета круглых скрученных токопроводящих жил

  1. Сечение токопроводящей жилы известно, например S0=500 мм2 (сечение по металлу).

  2. По марке кабеля уточняем класс гибкости ТПЖ и минимальное допустимое количество проволок в жиле. Задаемся числом повивов, например n=4 (большее число повивов соответствует большему классу гибкости).

  3. Выбираем систему скрутки, например: нормальная (все проволоки одного диаметра) правильная (повивная) скрутка с пятью проволоками в центре: 5+11+17+23. Для такой системы скрутки число проволок в жиле равно
;

  1. Определяем сечение одной проволоки:

  1. Вычисляем диаметр проволоки:
,

  1. Вычисляем диаметр скрученной жилы:
; мм

  1. Определим коэффициент заполнения:

  1. Сделаем проверку коэффициента заполнения:

  1. Вычисляем диаметр по каждому повиву:
,

  1. Вычисляем средний диаметр по каждому повиву:

  1. Задаемся кратностью шага скрутки по каждому повиву (центральная проволока считается за повив), например, m2 =16, m3=15 , m4=14.

  2. Вычисляем шаги скрутки каждого повива:

  1. Вычисляем коэффициент укрутки каждого повива :

  1. Вычисляем общий коэффициент укрутки:
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/165264