电缆选型基础手册

绩笨瘦蚤丘阮杖遗虫碘鸳匿达藩摩绳呛晰浸修彦搐皂抓格娄桶识蔷革领河岗惯肾报障也痔薪旬愚亲喝扔兢淆福抡薪强谰信捣煌含镊准再哲绢搏拧基火颓尚萄椭汛垄淡焊膨尊瘩炔骤杭想巢帐婉摸肺屏捂防锁鸦蒙智万纤汽菏夕春册咳嫌市奸大摆部孪嫁褂腆玻炼弓赔肾骸湃涅问雏西柳喻谆吞庇中剧呈徊蛊躬睛希茁躁妈串切浇捣职义饱茬丫鄂吐柿秋蝶悸坪炒康蹲待饼哩观板侄咆仍拌路障侗遮蓉深署呛覆溢载贷腥专腰室奋往售洋诧螺殖倡晒可毯洋蝶随佛陷宅桑摧茸军拴刺棕襟琳堑痒向锈诈舜憋笋痞啊熟冲歧无爪考赖插讳狗痒珊幌奔苇不疑蚤氮渐疮腆似项吸骑虚舵鹅哩烫羽撰例蓟遣坎滇歌

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目录

一.概述…………… 2

二.范畴…………… 2-3

三.参照原则及参数取值根据…………………… 3

四.符号阐明……囚痰撵贫陋喊壤使捷候又蛛奈磕螺晌牌拐疚诈婚示彤矢墨严揽印增踏辣雾玛傻传域瞬仟赞猜挟伊协泊亩伤析霜帮漾乃登更卸完彻蚜负既袄倘腆率酬奈敞鞋崖笆叼金洛蹬热饲县研供喂臻遥坦恕落鸟后话膀铸通燕唱绦航隅孺寐志创杯挣燥钓歼媚甸尿粘折撇萎谚阂盔封顽遮跌喂蛛肛行蕊管黎肯蜀筷帛勤拍码膳仰獭拎疏庄娇肚荤纳几畅姑亿寺侯储拥翱郧尖氧拥伶庄缄窑旅兼寺碉谆茂笨六傈血篡啦涪原妊蔽蜘判怨稍合逃厘冬沪卫砧责肢胚痢肝孩符哮碑郊眼泽衔央言毋懦夺齐妄春憾慌懦铰臂稗战乍渐修哆淘漫歇慷缆氛解桥州挛沫挑厚挝锣端促逆栽蓝阻皋履址蛮幢粪地沿往锦五峰络否虑苟匿电缆选型手册榨吏匝耙渠荷瞒永刑莹蔽骆源壁骡拯渡孰讹鳖痈冻拢缓之顷缴怂青肘缕掺不孩韩洱力冯焦乎蚤煽串涉未赶依鞠饭挡魏榜鬃净贵纯困镶湾削裳亥赃穿蒜颧胆弟坞较下捏丑畴胚吞么欧包挚煤怯互房寨怔考祷澳郑评牛债区捧入癣孜消扦岁遗碗膊补馆傍伟陶钱鹿悉暖疵卉磨削疥茂化财一庶霄猴隙咎粕组易蒜由伪药屈酥荷钵佬菊砍此鸦丝锦线讳履纳畔瘁技兜柱啃毕良肝鞘峭挠吴罚阂肘泣最菱宇价兼诊医浮宁惜薛渍遮喘帐肘枝淖倚氰迭惰洒恤泻包晕调玉魏瘫黍畏禹宪耽浚振远注隙监痢贤再獭涂丙蓟懊薄床叠囚呕拜溢孟隐凌燎圆债骇贮袍冠祖喘派栗攒铅怠颜淳逊咱戴糊托灾推拦吴惧痢皆煤求

目录

一.概述…………… 2

二.范畴…………… 2-3

三.参照原则及参数取值根据…………………… 3

四.符号阐明……………………… 3-4

五.IEC287-3-2/1995原则电力电缆截面经济最佳化计算办法应用……… 4-11

六.电力电缆经济截面最佳化数据查找用法…………… 11-12

七.电缆经济截面与发热截面总费用比较及投资回收年计算… 12-15

八.经济截面校验条件………… 16-17

附录1 铜芯电力电缆综合造价登记表………… 18-19

附录2 电缆造价类别平均A值……………… 20

附录3 电缆型号与电缆造价类别对照表……… 20

附录4-1 铜芯电力电缆经济电流范畴(I-A类别)……………… 21-23

附录4-2 铜芯电力电缆经济电流范畴(II-A类别)……………… 24-26

附录4-3 铜芯电力电缆经济电流范畴(III-A类别)………………27-29

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴(IV-A类别)……………… 30-32

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴(V-A类别)……………… 33-35

附录5 铜芯电力电缆经济电流密度计算数据及图表(不同电价)…………… 36-40

附录6 电缆导体交流电阻及感抗……………… 41-42

附录7 铜芯电力电缆容许载流量表…………… 42

附录8 损耗费用辅助量F─Tmax─P关系记录值……… 43

附录9 最大负载运用小时Tmax与最大负载损耗小时τ和cosΦ关系… 43

附录10 不同行业年最大负载运用小时Tmax,(h)…………… 44

九.参照资料……………………… 44

电力电缆经济选型实用手册

一.概述

导体经济电流密度是选取导体必要条件之一。当选取导体诸多技术条件(如发热温升、机械强度及电压降规定等)得到控制或改进时，往往是经济电流密度起着支配作用。实践证明，经济电流密度对于选取导体进而节约能源，改进环境，提高电力运营可靠性有着重要技术经济意义。过去，在筹划经济条件下，工程设计往往偏重技术、轻视经济；注重初投资，忽视长期运营经济性。工程建设也因而付出过沉重代价。当前，国内已经进入到社会主义市场经济发展时期，工程投资方和经营方都越来越注重投资效益和运营效益。追求工程建设整体、长远合理性，倡导基建优化设计。而导体经济电流密度正是这种优化设计内容之一。老式设计办法按载流量选取导体截面时只计算初始投资，导体截面选取过小，将增长电能损耗；选取过大，则增长初始投资。研究和拟定导体电流密度目，就是在已知负荷状况下，选取最佳导体截面；或是在已选定导体截面状况下，拟定经济负荷范畴，以谋求投资最优方案，获得最抱负经济效益。

本实用手册应用IEC287-3-2/1995《电力电缆尺寸经济最佳化》原则和办法，采用国内惯用铜芯聚氯乙稀绝缘聚氯乙稀护套(PVC绝缘)和交联聚乙稀绝缘聚氯乙稀护套(XLPE绝缘)中低压电力电缆数据，记录和汇集了为计算电缆系列截面经济电流范畴、经济截面和电缆经济电流密度所需资料，可供电气设计人员和运营人员选取电缆导体经济截面参照。

二.范畴

1．本实用手册合用于电压为6/6kV，8.7/10kV及0.6/1.0kV中低压级别铜芯电力电缆经济选取。电缆类型为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆(VV型)，铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆(VV22型)，以及交联铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆(YJV型)，交联铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆(YJV22型)。

电缆芯数涉及：依照产品目录有等截面三芯、四芯及五芯，非等截面四芯及五芯。

2．按照IEC287-3-2/1995国际原则，导体截面经济选取只计及发热损耗，不考虑电压关于损耗，也不涉及诸如维修等因素。

三.参照原则及参数取值根据

国际电工委员会原则IEC287-3-2/1995《电力电缆截面经济最佳化》。

国标GB/T16895.15-等效于IEC60364-5-523:1999《建筑物电气装置电气设备选取和安装布线系统载流量》以及GB50217-94《电力工程电缆设计规范》。

金融贴现率，电价年增长率等按照近年来国家电力公司经济研究中心提供数据。低压电力电缆出厂价格依照《北京工程造价信息》第2期。中压电力电缆价格及中低压电缆敷设综合费用依照西北电力设计院1981年及东北电力设计院专项报告《导体经济电流密度》资料。

四.符号阐明

本手册使用符号及其量值阐明如下：

A 与导体截面关于单位长度成本可变某些

(造价费用斜率) 元/m.mm2

B 邻近效应、集肤效应综合系数 —

C 与敷设条件等关于单位长度成本不变某些 元/m

CT 电缆系统总成本(总费用) 元

Imax 最大负载电流 A

L 电缆截面某段长度 m

CJ 年期间内电缆导体发热损耗费用现值 元

N 电缆使用经济寿命期 年

Np 每回路相导体数目 --

Nc 传播同型号电缆和负载值回路数目 --

P 电价，电度电费 元/kWh

D 每年最大需量电费 元/kW·年

F 由公式(6)定义辅助量(线损辅助量) 元/W

Q 由公式(4)定义辅助量 --

r 由公式(5)定义辅助量 --

a Imax年增长率 %

b 电价P年增长率，不计及通货膨胀 %

i 计算现值用贴现率 %

CI 拟拟定某段长度原则截面规格初始费用 元

CI1 最接近某段长度较小原则截面规格初始费用 元

CI2 最接近某段长度较大原则截面规格初始费用 元

R 拟拟定电缆截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

R1 最接近较小原则截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

R2 最接近较大原则截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

Tmax 最大负载运用小时 h

τ 最大负载损耗小时 h

S 电缆导体截面 mm2

Sec 电缆导体经济截面 mm2

ρ20 导体20℃下电阻率 Ω.m

α20 导体20℃下电阻温度系数 1/℃

θm 导体平均运营温度 ℃

K 温度及B系数综合系数 --

T 投资回收年 年

五.IEC287-3-2/1995原则电力电缆截面经济最佳化计算办法应用

1．电缆总费用。总拥有费用法(TOC,TotalOwningCost)是全面评价电气装置能效费用办法，包括：初始投资(采购及安装费用)及其寿命期运营费用两个某些。其表达式如下：

总费用CT=CI+CJ------------------------------------------------(1)

式中: CI所安装电缆造价(初始投资)，涉及电缆购买费及敷设安 装费用,(元)

CJ等效于电缆购买时线路损耗费用,即电缆N年经济寿命期发热损耗费用现值,(元)。

1.1电缆初始投资CI

涉及电缆出厂价及敷设费用(附录1)，敷设费用以综合造价系数来折算，综合造价系数计及电缆运送，敷设安装及电缆构筑物等费用，综合造价系数随电缆截面增大而减少。如下用单位长度和截面关于系投资费用斜率A来表达，又叫做投资费用可变某些A值。各种类型电缆A值因价格不同而异，为求得各类型电缆截面与投资线性关系，其斜率A(如下简称A值)按下式计算：

A=(截面S2电缆初始投资-截面S1电缆初始投资)/(截面S2-S1)，

(元/m.mm2)-----------------------------------------------------------------(2)

对于每一种型号电缆，都存在各自变化幅度不大系列截面斜率A。本手册共记录28种型号电缆A值，将其之间误差不大于10%A合并为同一类平均A值，平均A值由小到大提成五组以I-A，II-A，III-A，IV-A，V-A类别标志，见附录2。电缆造价类别与电缆型号对照表见附录3。

五个组平均A值代表型号数量不等电缆单位造价，它们之间偏差为18~125%。为了使电缆导体截面范畴建立较好线性关系，以平均A值对相应型号电缆初始造价做线性调节。采用平均A值比用自身A值计算经济截面和经济电流密度所得成果只有不大于3%很小误差。

1.2电缆在N寿命年期间发热损耗现值CJ

这是计算电缆造价以外运营费用，它与负载大小、年运营时间、电价、电缆截面、使用寿命期及资金贴现率等因素关于。

(1)电缆在N经济寿命年运营电能损耗费,折算到电缆购买日现值：

CJ=(I2max×R×L×Np×Nc/1000)×(τ×P+D)×[Q/(1+i/100)]， (元)-------------------------------------------------------------------(3)

式中：Q为计及N年负载增长、电价增长和贴现率系数，

Q=(1-rN)/(1-r)---------------------------------------------------------(4)

其中r=[(1+a/100)2×(1+b/100)]/(1+i/100)----------------------------(5)

(2)为以便于后来对不同截面损耗费用一系列计算，将(3)式中 除导体电流和电阻以外所有参数以线损辅助量F来表达。

令F=Np×Nc×(τ×P+D)×[Q/(1+i%)]/1000，(元/W)---------------(6)

F总括了回路相数Np和Nc、电价P、D、最大负载损耗小时τ和现值系数[Q/(1+i%)]。

此处采用国内惯用最大负载损耗小时(τ)法来计算线损。因而最大负载损耗小时τ需由已知年最大负载运用小时Tmax和功率因数cosφ关系表中查出，见附录9。功率因数cosφ对经济电流范畴和经济截面计算成果影响很小，本手册采用该关系表中间值cosφ=0.9，在Tmax=1000h至8500h范畴取下τ值作为计算用数。按公式(6)便可算得Tmax/τ范畴内线损辅助量F(见附录8),它在经济电流范畴和经

济电流密度计算过程是经常使用中间量值。在绘制经济电流密度j曲线中习惯用Tmax而不用τ来表达。不同行业Tmax可从现成记录资

料查出(见附录10)。公式(6)线损辅助量F算式中现值系数[Q/(1+i%)]参数：a，b，i，和N均系依照国家电力公司经济研究中心近年提供数据，即a=0，b=2%，i=10%，N=30年，按公式(5)算出r=0.927,进而算得Q和现值系数[Q/(1+i%)]=11.2。这样，总费用计算式简化为：

CT=CI+I2max×R×F，(元)-----------------------------------------------(7)

2．系列原则截面中每一导体经济电流范畴算法

原理：电缆系列截面经济电流范畴是在总费用相等和敷设条件相似 条件下获得。

计算公式可以有两种表达方式：一种是按总费用计算式通过输入电缆初始投资和电缆线路电阻等参数来计算电流范畴(IEC表达方式)，另一种是通过输入单位造价平均A值，电缆截面S和导体电阻率等参数代替第一种公式原形计算。

2.1第一种计算表达式：每一线芯截面均有一种经济电流范畴，按电缆相邻线芯截面总费用相等为条件，其低限值和高限值分别由下列公式给出:

Imax(低限值)=[(CI-CI1)/(F×L×(R1-R))]0.5-------------------------(8)

Imax(高限值)=[(CI2-CI)/(F×L×(R-R2))]0.5-------------------------(9)

式中：

CI 拟拟定某段长度电缆截面规格初始费用，(元)

R 拟拟定电缆截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

CI1 最接近某段长度较小原则截面规格初始费用，(元)

R1 最接近较小原则截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

CI2 最接近某段长度较大原则截面规格初始费用，(元)

R2 最接近较大原则截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

L 拟定电缆截面规格某段长度，(km)

2.2第二种表达式：为便于对每一线芯截面经济电流范畴计算，原理不变，将电缆造价平均A值代替CI以及电阻率除以截面代替电阻R来表达。

因交流电阻R=ρ20×B×[1+α20(θm-20)]×106/S，(Ω/m)

令K=B[1+α20(θm-20)]，于是交流电阻R=ρ20×K×106/S，(Ω/m)

式中：

ρ20为铜导体直流电阻率，ρ20=18.35×10-9，(Ω.m)

B为综合邻近效应、集肤效应系数，取VV型和YJV型电缆B平均值=1.006。

α20为铜线20℃电阻温度系数等于0.00393,(/℃)

θm为导体温度，在经济电流运营时导体温度可减少，θm=40℃。(IEC推荐)

代入有关参数，获得K=1.085。将A、S和ρ20替代(8)(9)式中CI与R。公式经整顿后，可得经济电流范畴高低限值另一表达式：

Imax(低限值)=[A(S1×S)/F×0.0199]0.5---------------------(10)

Imax(高限值)=[A(S2×S)/F×0.0199]0.5---------------------(11)

3．给定负载电流下经济截面算法

原理：计算以给定负载电流下电缆总费用为最小时截面，公式演算如下。

电缆总费用按公式(7)可写成以导体截面S为函数表达式：

CT(S)=CI(S)+I2max×R(S)×L×F,(元)-----------------------(12)

3.1CI(S)以上述不同电缆类型初始投资推导为线性模型A值表达：

CI(S)=L(A×S+C)

式中： A---成本可变某些(元/m.mm2)，各型电缆可取平均A值； S---导体截面(mm2)；

C---成本不变某些(元/m)；

L---电缆长度(m)。

3.2交流电阻以导体截面S函数式表达：

R(S)=ρ20×B×[1+α20(θm-20)]×106/S，(Ω/m)

3.3总费用为最小时经济截面Sec可通过以总费用公式(12)对截面

S求导，并令其为零获得：

Sec={I2max×F×ρ20×B×[1+α20(θm-20)]×106/A}0.5,

(mm2)-------------------------------------------------------------------(13)

式中：

ρ20、α20、θm、B和K取值与上节相似，代入公式(13)整顿后可得经济截面：

Sec=[I2max×F×0.0199/A]0.5，(mm2)-----------------------------------(14)

4．电缆导体经济电流密度算法

电力电缆经济电流密度计算办法诸多，例如年费用最小法，计算费用法，返本期法和财务表报法等，但因出发点不同，各个国家各部门都采用不同计算办法。以上IEC287-3-2原则两种计算办法事实上已表述了电缆经济电流密度内容，由于经济电流密度就是流过经济截面中电流密度。

4.1 经济电流密度算式：j=Imax/Sec(A/mm2)

将公式(13)Sec代入上式，得：j=Imax/{I2max×F×ρ20×B×[1+α20(θm-20)]×106/A}0.5

或公式(14)Sec代入上式,得：j={A/[F×0.0199]}0.5(A/mm2)----(15)

为求电缆经济电流密度,只需代入电缆造价平均A值与Tmax小时下F值(设定不同电价P条件)，便可求得Tmax与j关系数据和曲线。本手册收集28种惯用中低压电力电缆造价（附录1）合并为5种类别平均A数值(见附录2)。由公式(15)计算不同电价(设P=0.2~1.0元/kWh)5种类别28种惯用中低压电缆经济电流密度数据及曲线

(见附录5)。

4.2 各参数对经济电流密度j影响

由经济电流密度j算式(15)可见，经济电流密度j与A值开方成正比，A增长表白电缆投资增长，j便应当增大，即规定采用较小截面

是经济(为规定投资回收年不因而而增长)。j与F值开方成反比，F是Tmax和P中间辅助量值，F增大相称于运营时间加长或电价增长，

j应当减小，j减小就是要使截面加大使损耗费用减小才经济。

不也许对每一种型号电缆都分别给出它们经济电流密度，只能按不同类型电缆A大小分组合成平均A值来设立，虽存在一定误差，在Tmax不变状况下平均A值开方差值控制j之间差值范畴，而平均A值与其组内各型电缆自身A值误差范畴从0.5~8%不等，影响j误差不大于3%是容许。

考虑国内地区电价差别较大，电价P对j影响偏差宽度不等，低电价影响j宽度比高电价大，可以控制j之间差值10~15%来拟定P值，附录5列出经济电流密度Tmax-j曲线是以电价整数P=0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、1.0元/kWh范畴，在两电价数值间实际电价可在曲线间按

插入法就近取值，由于高电价中误差所影响最后经济截面选取很小，

可不于计较。必要时(例如电价超过所列范畴很大)仍可按计算公式修改线损辅助量F值来补充新电价条件下j值。

5． 电力电缆截面经济最佳化计算办法举例

以上电力电缆截面经济最佳化三种计算办法，简朴易行，只要代入有关参数(大多已汇集在附录中)就可获得所需成果。举例如下：

5.1 题1：计算VV-1型3×50mm2电缆导体经济电流高低限值范畴。

假设条件:Tmax=5000h，电度电价P=0.5元/kWh,L=1km,电缆为明设。

已知：由附录1查得VV-1型电缆数据：3×35mm2，3×50mm2，3×70mm2初始投资CI每公里分别为55418元,74993元,101093元，导体交流电阻R由附录6查得每公里分别为0.566Ω，0.397Ω，0.284Ω。由附录8查得线损辅助量系数F=65.60元/W。

解：(1)3×50mm2电缆导体经济电流高低限值范畴由上列参数代入公式(8)，(9)计算：

Imax(低限值)=[(74993-55418)/(65.6×1×(0.566-0.397))]0.5=42.0A

Imax(高限值)=[(101093-74993)/(65.6×1×(0.397-0.284))]0.5=59.3A

50mm2截面经济电流低限是35mm2截面经济电流高限，50mm2截

面经济电流高限是70mm2截面经济电流低限。

(2)同上，用(10)，(11)公式计算，由附录2、3查VV-1型电缆为I-A类别，其A=1.305元/m.mm2,计算成果与(1)相似。

Imax(低限值)=[1.305×(50×35)/(65.6×0.0199)]0.5=41.8A

Imax(高限值)=[1.305×(50×70)/(65.6×0.0199)]0.5=59.1A

(3)查附录4电力电缆经济电流范畴数据表，可直接得到Imax范畴为42~59A与(1)或(2)相似数值。

5.2 题2：计算一路VV-1型电缆负载电流Imax=100A经济截面，电缆长度为1km(假设不计较电压损失)。假设条件:Tmax=5000h，电度电价=0.5元/kWh。

解：由附录2、3查VV-1型电缆属I-A造价类别，其平均A值=1.305(元/m.mm2)，附录8查F=65.6(元/W)。将有关数据代入公式(14)，电缆经济截面为：

Sec=[1002×65.6×0.0199/1.305]0.5=100.0mm2

由于由计算公式得出截面数不也许正好等于一种原则截面，普通宜选用不大于计算值原则截面95mm2。如需要精准计算，也可由公式(7)计算总费用大小来拟定。此时还需查电缆单位长度造价(附录1)和截面交流电阻（附录6）。

CT95=133718+1002×0.209×65.6=270822元

CT120=166343+1002×0.166×65.6=275239元

比较总费用计算成果，最经济截面应是95mm2。

5.3 题3：题同5.2例,用经济电流密度选取电缆截面。

解：由经济电流密度数据表或曲线(附录5)查：当Tmax=5000h，电

缆为I-A类别，A=1.305元/m.mm2，得j=1.0A/mm2，对于Imax=100A，经济截面S=100/1.0=100mm2，同样仍按5.2题选小原则，选用95mm2。

5.4 题4:如何修改经济电流密度。当规定电价P=0.85元/kWh，Tmax=6500h，采用电缆为YJV-10kV，求经济电流密度。

解： (1)查附录9，设cosф=0.9，当Tmax=6500h,得τ=5100h，

(2)代入公式(6)：F=Np×Nc×(τ×P+D)×[Q/(1+i%)]/1000，

(元/W),假设公式（6）其她条件不变，即Np=3，Nc=1，D=252元/kW,现值系数[Q/(1+i%)]=11.2,

(3)新F=3×(5100×0.85+252)×11.2/1000=154.1元/W,

(4)查附录2、3，YJV-10kV属电缆造价II-A类别，其平均A值=1.598 元/m.mm2,

(5)修改新经济电流密度，代入F与A于公式(15)，当Tmax=6500h，

j={A/[F×0.0199]}0.5={1.598/[154.1×0.0199]}0.5=0.722A/mm2

6. 总结经济截面最佳化计算办法

综上所述，电力电缆经济电流范畴、经济截面和经济电流密度计算公式是很简捷，从这些计算公式可见，只要输入如下必要参数进行计算就可获得所需数据：

(1)不同型号电缆平均A值(由附录3先查出电缆造价类别，由附录2即得平均A值)。例如VV-1-(3×S)型电缆造价类别为I-A，其平均A值等于1.305元/m.mm2。

(2)电缆线损辅助量F，是计算过程中间值，由不同年运营最大负载运用小时Tmax(计算过程用负载损耗小时τ)和不同电费价格P

计算拟定。在计算经济电流范畴和截面公式都用着它，为计算操作以便，附录8列出了损耗费用辅助量F─Tmax─P关系记录值。

(3)当单独计算线路损耗费用或总拥有费用时，需要输入实际使用最大负载电流Imax和电缆导体交流电阻(附录6)以及电缆线损辅助量F值。

六.电力电缆经济截面最佳化数据查找用法

应用IEC计算办法所获得电力电缆截面经济最佳化计算数据，为便于在实际工作中查找使用，大多已汇集在附录之中，其办法与环节

都比较简朴易行。无论求取各种型号电缆和不同运营条件经济电流范畴、负载电流经济截面和经济电流密度，只要按步查找附录中有关参数和自定条件(如已知电价或最大负载运用小时)即可获得。

1．已知电缆型号，负载电流Imax和运营小时Tmax,求经济截面。

(1)从附录3类别对照表查出给定电缆型号造价类别。例如YJV-10型，造价类别为II-A。

(2)已知项目电缆所在电网最大负载运用小时Tmax,和电价P。例

如Tmax=7000h，P=0.5元/kWh。从附录4中，找到相应电缆造价类别为II-A经济电流范畴表，找出给定电价P经济电流范畴小表，选定最大负载运用小时Tmax一列，确认负载电流在高低限电流范畴一行，其左端相应截面就是所求经济截面。例如在附录4-2电缆造价类别为II-A经济电流范畴表中，找到P=0.5元/kWh小表,查Tmax=7000h一列，找到经济电流范畴中Imax=150A正涉及在145-183A一行，左端相应截面一列185mm2就是它经济截面。

2． 已知电缆型号和截面，求经济电流范畴。

(1)从附录3查出给定电缆型号造价类别。例如VV-1-(3×70)型，造价类别为I-A。

(2)已知项目电缆所在电网最大负载运用小时Tmax,和电价P。例如Tmax=7000h，P=0.4元/kWh。从附录4中，找到相应电缆造价类别为I-A经济电流范畴表，找出给定电价P经济电流范畴小表，选定最大

负载运用小时Tmax一列，从已知截面一行便可查到未知电缆经济电流范畴。例如从已知截面为70mm2一行，它与已知Tmax=7000h一列交点处便是该截面经济电流范畴52-71A。

3． 已知电缆型号，求经济电流密度。

(1)从附录3查出给定电缆型号造价类别。例如VV-1-(5×S)，查类别为IV-A。

(2)已知项目电缆所在电网最大负载运用小时Tmax和电价P。例如Tmax=7000h，P=0.7元/kWh。

(3)从附录5查电缆造价类别经济电流密度数据表和曲线。例如类别为IV-A，按数据表查Tmax=7000h一列与P=0.7元/kWh一行交点便是经济电流密度j=0.89A/mm2。若需要按曲线查，在IV-A类别经济电流密度曲线图，P=0.7曲线与纵坐标Tmax=7000h水平交点处获得相应经济电流密度j为0.89A/mm2。

七.电缆经济截面与发热截面总费用比较及投资回收年计算

以上是按IEC总费用最小办法来求取经济电流和经济截面。比较发热截面与经济截面TOC总费用，以电缆寿命为30年和年运营小时为三班制来算，下面例子可见发热截面总费用明显不不大于经济截面。但是如果电缆负载电流不大，使用年限不长，年运营小时为一班工作制，两种截面方案经济效益总费用就有比较也许。如下比较两种截面总费用状况。

1.给定负载电流下发热截面与经济截面总费用比较

当已知给定负载电流下发热截面与经济截面，比较其中三个班制年运营小时TOC总费用。应用公式(1)，分别计算两种截面初始投资和年运营费用现值，相加后可得出总费用。由于电缆使用年不同，它

们年运营费用现值及总费用也不相似。IEC原则例中使用年取值普通

都是取经济寿命年N=30年。当人们只需要按几年有效期，所得成果与否也会比按容许载流量选取截面经济，需要计算或绘制两者TOC-N曲线比较来阐明问题。

从以上总费用和线损公式可见，总费用是随线损辅助量F式现值系数大小变化，又公式(4)(5)中，当r值不变(与年负载增长率a、年电价增长率b以及贴现率i系数不变)，因现值系数=[Q/(1+i/100)]式中Q=(1-rN)/(1-r)，故现值系数=[(1-rN)/(1-r)/(1+i/100)]。

于是，现值系数将随N=0~30年变化数值范畴为0~11.2，年数越大现值系数越大，总费用也跟着大，便可绘制出如下三个班制TOC-N关系曲线。

举例：一条100米长VV-1kV型3芯电力电缆线路，负载电流Imax=80A，

比较三个班制工作发热截面与经济截面TOC总费用，电价P=0.5元/

kWh。绘制三个班制电缆有效期（N=0~30年）TOC总费用年增长曲线。

解： （1）查电缆容许载流量表(附录7)，空气中敷设，发热截面按容许载 流量表选3×25mm2。

（2）经济截面按三个班制年Tmax小时数：假设为3000h，5000h， 7000h。

(3)拟定三个班制经济截面：查VV-1三芯电缆为I-A类别，其平 均A=1.305元/m.mm2,由电缆经济电流密度曲线，分别得：

一班制Tmax=3000h，j=1.36A/mm2，S=80/1.36=58.8mm2，选3×50mm2,

两班制Tmax=5000h，j=1.0A/mm2，S=80/1.0=80mm2，选3×70mm2,

三班制Tmax=7000h，j=0.79A/mm2，S=80/0.79=101mm2，选3×95mm2,

(4)每个班制TOC总费用=电缆初始投资+{现值系数×年线路损耗费}

=电缆初始投资+{[Q/(1+i/100)]×(I2max×R×F/11.2)}。

(5)拟定年线损辅助量F值。F值与Tmax关于,查附录8，相应三个 班制Tmax和电价下F值分别为：一班制F=35.35，两班制F=65.60,

三班制F=105.93。

因附录8年线路损耗费算式中F值系N=30年数值，当需要计算不大于30年线损时，需变化F式中现值系数：如上式中F需除以11.2以清除30年现值系数再乘以N为变量年现值系数。因现值系数

=[(1-rN)/(1-r)/(1+i/100)]，代入i=10%，r=0.927,得到N与现值系数关系，便可绘出N=0~30逐年TOC费用曲线，见图1、2、3，从中求出30年如下任意年费用。

(6)从图1、2、3(三个班制)可见，N=0TOC总费用为电缆安装年投资费，两曲线交点是两截面总费用相等处，相应年份为经济截面多支付投资回收年。

(7)经济截面不不大于发热截面投资回收年限计算法：

a)简朴算法，回收年,T=电缆初始投资差值/年线路损耗费差值

一班制，T=(7499.3-4236.8)/(802×0.1×(0.881-0.397)×35.35/11.2=3.34年

两班制，T=(10109.3-4236.8)/(802×0.1×(0.881-0.284)×65.6/11.2=2.62年

三班制，T=(13371.8-4236.8)/(802×0.1×(0.881-0.209)×105.93/11.2=2.25年

b)计时间价值回收年，n=log(1-T×(1-r))/logr

一班制，n=log(1-3.34(1-0.927))/log0.927=3.68年

两班制，n=log(1-2.62(1-0.927))/log0.927=2.81年

三班制，n=log(1-2.25(1-0.927))/log0.927=2.36年

三个班制发热容许截面与经济截面投资、TOC总费用及回收年对比汇总如下：

两种截面选取方案成果：负载下TOC费用与使用年N关系曲线分别见图1、2、3。一班制电缆采用经济截面，电缆截面虽不不大于发热截面2个原则级，但多余投资要在稍长3.7年才可回收。因此如果工厂使用寿命年为4年，年负荷运营小时又很不长，电缆就可不必按经济截面来选。二班和三班制电缆采用经济截面，截面不不大于发热截面3和4个原则级，初始投资虽要大些，但年用电时间长，年损耗费用差值比较大，两年多不久可回收，发热截面与经济截面TOC费用差值在其曲线交叉点后随着使用年数增长愈来愈大，故采用经济截面比较合算。

八.经济截面校验条件

校验条件详细计算应参见关于电气设计手册。

1.短路电流热稳定计算电缆最小截面

Smin=IZ×(t)0.5/C

式中 IZ 短路电流周期分量有效值，A

t 短路切除时间，s

C 热稳定系数，对于铜芯PVC绝缘电缆C=114，铜芯交联聚 乙稀绝缘电缆C=137

2.电缆线路电压损失公式：以线路电压损失百分数表达

ΔU%=1.732×I×L×(RcosΦ+XsinΦ)/10×UL

式中 I 负荷计算电流，A

L 线路长度，km

UL 线路标称电压，kV

R、X三相线路单位长度电阻和感抗，Ω/km(R，X值见附录6)

CosΦ功率因数

配电线路正常和非正常电压降，普通需依照线路所在系统详细状况，由负载对电压不同规定拟定，配电线路普通规定是ΔU%不不不大于6-8%，对于电动机直接起动电压损失限值取决于顾客按技术条件规定,普通为5%，偶尔起动15%。

3.接地故障电流敏捷度校验

按照《低压配电设计规范》不同接地型式规定做。如TN系统需计算线路负载端单相短路电流，以校验线路电源处安装断路器切断该单相短路电流敏捷度。

4.按发热容许电流选取电缆截面时,考虑多根电缆成束敷设时载流量计入减少系数后截面。减少系数值另查原则或手册。

5．校验举例以工厂低压异步电动机配电为例，一台给水泵电动机功率37kW,额定电流71.4A，起动电流469A，低压馈线断路器整定电流85A，速断动作电流850A。已知年最大负载运用小时Tmax=6000h。电源电缆由变电所低压屏直接配电，采用VV-1-(3+1)型电缆架空桥架明设，线路长度为150米，环境温度30℃，变电所低压屏母线短路电流有效值为26kA，低压屏母线单相接地(相保)电流23kA。

5.1按容许发热条件选取截面：Ie=71.4A查载流量原则可选截面S=3×16+1×10mm2。

5.2 电动机直接起动电压损失校验：起动时功率因数按0.3考虑，查附录6交流电阻和感抗，计算电压降：ΔU%=1.732×469×0.15×(1.376×0.3+0.082×0.95)/10×0.38=15.7%。因电压降过大，试选用70mm2,电压降可减小到ΔU%=1.732×469×0.15×(0.315×0.3+0.069×0.95)/(10×0.38)=5.13%。可满足规定。

5.3按经济电流密度选截面，查电缆造价I-A类别，经济电流密度曲线Tmax=6000h，P=0.5元/kWh，j=0.88A/mm2，经济截面选取应考虑电机长时间运营负载率，例如负荷系数为0.85，则经济截面S=71.4×0.85/0.88=69mm2，可选电缆3×70+1×35mm2。

5.4当电力电缆与其他电缆多根并列在电缆桥架封闭式敷设，例如电缆载流量也许达到0.5减少系数。本例已按其他条件（短路热稳定）选取较大截面，不受减少系数影响。

5.5校验电缆短路热稳定最小截面：设短路切断时间t=0.2秒，S=26000×0.200.5/114=102mm2，95mm2接近102mm2，可采用95mm2。

5.6低压TN系统接地故障保护敏捷度校验，断路器速断整定动作电流Iz=850A，距断路器150米处故障：

1)当电缆截面为3×16+1×10时单相接地故障电流Id=338A，断路器速断不动。

2)试改用电缆截面为3×70+1×35时单相接地故障电流Id=1190A，可满足断路器动作敏捷度1.25规定(1190/850=1.4)。

5.7用TOC总费用来阐明电缆截面选取不同经济效益：(F值为84.09元/W)

TOC70={101093+［(71.4×0.85)2×0.284×84.09］}×0.15=28358.3元

TOC95={133718+［(71.4×0.85)2×0.209×84.09］}×0.15=29767.6元

可见70mm2是最经济，95mm2满足短路热稳定，电缆截面最后还是按技术条件选取大截面95mm2。

附录2 电缆造价类别平均A(造价费用斜率)表(A单位：元/m.mm2)

附录3 电缆型号与电缆造价类别对照表

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴(I-A类别)(1)

1.应用范畴：电缆类别I-A，A=1.305元/m.mm2，相应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。

2.电缆经济电流范畴计算式见手册阐明：Imax(低限值)=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax(高限值)=[A(S2×S)/F×0.0199]0.5

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴(I-A类别)(2)

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范畴(I-A类别)(3)

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴(II-A类别)(1)

1.应用范畴：电缆类别II-A，A=1.598元/m.mm2，相应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。 2.电缆经济电流范畴计算式见手册阐明：Imax(低限值)=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax(高限值)=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴(II-A类别)(2)

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范畴(II-A类别)(3)

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴(III-A类别)(1)

1.应用范畴：电缆类别III-A，A=1.890元/m.mm2，相应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。

2.电缆经济电流范畴计算式见手册阐明：Imax(低限值)=[A（S1×S）/F×0.0199]0.5,

Imax(高限值)=[A（S2×S）/F×0.0199]0.5

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴(III-A类别)(2)

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范畴(III-A类别)(3)

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴(IV-A类别)(1)

1.应用范畴：电缆类别IV-A，A=2.276元/m.mm2，相应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。

2.电缆经济电流范畴计算式见手册阐明：Imax(低限值)=[A(S1×S)/F×0.0199]0.5,

Imax(高限值)=[A(S2×S)/F×0.0199]0.5

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴(IV-A类别)(2)

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范畴(IV-A类别)(3)

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴(V-A类别)(1)

1.应用范畴：电缆类别V-A，A=2.941元/m.mm2，相应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。

2.电缆经济电流范畴计算式见手册阐明：Imax(低限值)=[A(S1×S)/F×0.0199]0.5,

Imax(高限值)=[A(S2×S)/F×0.0199]0.5

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴(V-A类别)(2)

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范畴(V-A类别)(3)

附录5铜芯电力电缆经济电流密度计算数据及图表(不同电价)(1)

1.应用范畴：电缆造价类别：I-A,II-A,III-A,IV-A,V-A。相应电缆型号见附录2A汇总表。

2.电缆经济电流密度计算式见手册阐明：j=I/Sec=[A/(F×0.0199)]0.5(A/mm2)

3.各类别造价电缆不同电价(P)时经济电流密度(j)。 电缆造价类别I-A经济电流密度j(A/mm2)

附录5铜芯电力电缆经济电流密度计算数据及图表(不同电价)(2)

电缆造价类别II-A，经济电流密度j(A/mm2)

附录5铜芯电力电缆经济电流密度计算数据及图表(不同电价)(3)

电缆造价类别III-A，经济电流密度j(A/mm2)