任意不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算

摘要：本文詳細介紹了任意不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算，并給出數學軟件MathCAD2k的計算程序，這對設計不等截面圓形絕緣線芯成纜參數有一定的參考價值。

關鍵詞：任意不等截面絕緣線芯成纜參數  計算方法  程序

    目前隨著人們安全用電意識的提高，使得原來電纜結構中增加了“保護線芯和地線芯”。同時IEC364標準也明確地規定了“保護線芯和地線芯”的最小截面（S4）。例如，當主線芯S≤16mm2時，S4=S；當主線芯16＜S≤35mm2時，S4=16mm2；當主線芯S＞35mm2時，S4=S/2。然而，GB54—83《低電壓配電裝置及線路設計規范》中無明確的規定，致使我國用戶對“保護線芯和地線芯”的結構組合上多樣化。因而須要尋求任意不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算方法。

1． 任意不等截面圓形絕緣線芯成纜外徑的計算

   以n個任意半徑絕緣線芯成纜為例，其結構如圖1所示。設絕緣線芯半徑為r1、r2、r3、…，rn，任意圓形絕緣線芯成纜半徑為 R。 

    利用MathCAD[2]軟件中的Given─Find函數，可以輕而易舉地解出方程(4)的結果，即求得任意不等截面圓形絕緣線芯成纜半徑R值。

2．任意不等截面圓形絕緣線芯成纜填充面積的計算

4．不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算程序

    若以4芯任意不等截面圓形絕緣線芯成纜為例，其計算程序見z4d.mcd。如按表1的所示結構形式成纜，其參數計算結果列入表1。

表1   任意不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算表

注：本例是主線芯為3×70mm2的塑力纜，其“保護線芯和地線芯”分別為10、16、35及25、35、50、70mm2。

5．結論

       本文介紹的計算方法，可以圓滿地解決任意不等截面圓形絕緣線芯成纜參數的計算問題。這比國內已有文獻介紹的方法更具有通用性。

       有趣的是，根據上述計算原理，可以很方便地計算任意圓形截面絕緣線芯的成纜搭配問題。