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“三大二小”線芯成纜外徑的計算方法
趙長令
“三大二小”線芯結構的成纜外徑的計算,通常采用查圖解曲線表的方法[1],然而計算精度很難保證。特別是利用“電子表格”進行結構計算時非常不方便。因此,本文推薦一種利用Mathcad軟件的計算方法。
圖1
1.數(shù)學原理
如圖一所示,設“三大二小”的大絕緣線芯直徑為d1,小絕緣線芯直徑為d2,絕緣線芯的成纜外徑為D。
令:
在△OO1O2中,由余弦定理得:
從圖一可知:
其中:
由(1)和(2)、(3)式得:
整理,得:
2.計算“三大二小”線芯結構的成纜外徑、空隙系數(shù)及空隙面積
眾所周知,“三大二小”線芯結構成纜外徑在2.154d1≤D≤2.7d1 區(qū)間,所以a 值必須2.154≤a≤2.7在 范圍內。
令x=a ,則方程(4)變換為:
由(5)式可見,我們還不能用一般方法來求解方程的根值,然而用Mathcad軟件的Root函數(shù)求解方程的根是很容易的。利用Mathcad編程,可以迅速得到“三大二小”線芯結構成纜外徑、空隙系數(shù)及空隙面積。
3.計算“三大二小”線芯結構成纜外徑、空隙系數(shù)的經驗公式
利用計算“三大二小”線芯結構成纜外徑的方法,可以構成 a 與 b 對應表格(見a與b等關系矩陣A),同時利用Mathcad編程語言,進行多項式擬合,即得到計算“三大二小”線芯結構成纜外徑的經驗公式。其程序如下:
從本例可見,經驗公式為:
同理,可得空隙系數(shù)經驗公式為:
4.結論
使用本方法,可以快速計算“三大二小”線芯結構成纜外徑,不論采用圖表法,還是經驗公式,都能給出正確結果。特別是使用“電子表格”軟件進行結構尺寸計算時,起到事半功倍的作用。
參考文獻
1.廣州電纜廠 張漢星. 五芯電力電纜纜芯外徑及空隙面積的圖解法.《電線電纜》.1993, (3).
