电缆选型手册模板VIP

目录

一.概述…………… 2

二.范围…………… 2-3

三.参考标准及参数取值依据…………………… 3

四.符号说明……………………… 3-4

五.IEC287-3-2/1995标准电力电缆截面经济最好化计算方法应用……… 4-11

六.电力电缆经济截面最好化数据查找使用方法…………… 11-12

七.电缆经济截面和发烧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统计表………… 18-19

附录2 电缆造价类别平均A值……………… 20

附录3 电缆型号和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围(I-A类别)……………… 21-23

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

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

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范围(IV-A类别)……………… 30-32

附录4-5铜芯电力电缆经济电流范围(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(不一样电价)…………… 36-40

附录6 电缆导体交流电阻及感抗……………… 41-42

附录7 铜芯电力电缆许可载流量表…………… 42

附录8 损花费用辅助量F─Tmax─P关系统计值……… 43

附录9 最大负载利用小时Tmax和最大负载损耗小时τ和cosΦ关系… 43

附录10 不一样行业年最大负载利用小时Tmax,(h)…………… 44

九.参考资料……………………… 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择导体必需条件之一。当选择导体很多技术条件(如发烧温升、机械强度及电压降要求等)得到控制或改善时，往往是经济电流密度起着支配作用。实践证实，经济电流密度对于选择导体进而节省能源，改善环境，提升电力运行可靠性有着关键技术经济意义。过去，在计划经济条件下，工程设计往往偏重技术、轻视经济；重视初投资，忽略长久运行经济性。工程建设也所以付出过沉重代价。目前，中国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全部越来越重视投资效益和运行效益。追求工程建设整体、长远合理性，提倡基建优化设计。而导体经济电流密度正是这种优化设计内容之一。传统设计方法按载流量选择导体截面时只计算初始投资，导体截面选择过小，将增加电能损耗；选择过大，则增加初始投资。研究和确定导体电流密度目标，就是在已知负荷情况下，选择最好导体截面；或是在已选定导体截面情况下，确定经济负荷范围，以寻求投资最优方案，取得最理想经济效益。

本实用手册应用IEC287-3-2/1995《电力电缆尺寸经济最好化》标准和方法，采取中国常见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，统计和聚集了为计算电缆系列截面经济电流范围、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行人员选择电缆导体经济截面参考。

二.范围

1．本实用手册适适用于电压为6/6kV,8.7/10kV及0.6/1.0kV中低压等级铜芯电力电缆经济选择。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)，和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)。

电缆芯数包含：依据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．根据IEC287-3-2/1995国际标准，导体截面经济选择只计及发烧损耗，不考虑电压相关损耗,也不包含诸如维修等原因。

三.参考标准及参数取值依据

国际电工委员会标准IEC287-3-2/1995《电力电缆截面经济最好化》。

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

金融贴现率，电价年增加率等根据多年来国家电力企业经济研究中心提供数据。低压电力电缆出厂价格依据《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据西北电力设计院1981年及东北电力设计院专题汇报《导体经济电流密度》资料。

四.符号说明

本手册使用符号及其量值说明以下：

A 和导体截面相关单位长度成本可变部分

(造价费用斜率) 元/m.mm2

B 邻近效应、集肤效应综合系数 —

C 和敷设条件等相关单位长度成本不变部分 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烧损花费用现值 元

N 电缆使用经济寿命期 年

Np 每回路相导体数目 --

Nc 传输同型号电缆和负载值回路数目 --

P 电价，电度电费 元/kWh

D 每十二个月最大需量电费 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年增加率 %

b 电价P年增加率，不计及通货膨胀 %

i 计算现值用贴现率 %

CI 拟确定某段长度标准截面规格初始费用 元

CI1 最靠近某段长度较小标准截面规格初始费用 元

CI2 最靠近某段长度较大标准截面规格初始费用 元

R 拟确定电缆截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

R1 最靠近较小标准截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

R2 最靠近较大标准截面规格单位长度交流电阻 Ω/km

Tmax 最大负载利用小时 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 导体平均运行温度 ℃

K 温度及B系数综合系数 --

T 投资回收年 年

五.IEC287-3-2/1995标准电力电缆截面经济最好化计算方法应用

1．电缆总费用。总拥有费使用方法(TOC,TotalOwningCost)是全方面评价电气装置能效费用方法，包含：初始投资(采购及安装费用)及其寿命期运行费用两个部分。其表示式以下：

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

式中: CI所安装电缆造价(初始投资),包含电缆购置费及敷设安 装费用,(元)

CJ等效于电缆购置时线路损花费用,即电缆N年经济寿命期发烧损花费用现值,(元)。

1.1电缆初始投资CI

包含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输，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降低。以下用单位长度和截面相关系投资费用斜率A来表示，又叫做投资费用可变部分A值。多种类型电缆A值因价格不一样而异，为求得各类型电缆截面和投资线性关系，其斜率A(以下简称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)

对于每一个型号电缆，全部存在各自改变幅度不大系列截面斜率A。本手册共统计28种型号电缆A值，将其之间误差小于10%A合并为同一类平均A值,平均A值由小到大分成五组以I-A,II-A,III-A,IV-A,V-A类别标志，见附录2。电缆造价类别和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围建立很好线性关系，以平均A值对对应型号电缆初始造价做线性调整。采取平均A值比用本身A值计算经济截面和经济电流密度所得结果只有小于3%很小误差。

1.2电缆在N寿命年期间发烧损耗现值CJ

这是计算电缆造价以外运行费用，它和负载大小、年运行时间、电价、电缆截面、使用寿命期及资金贴现率等原因相关。

(1)电缆在N经济寿命年运行电能损花费,折算到电缆购置日现值:

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

式中:Q为计及N年负载增加、电价增加和贴现率系数，

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

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

(2)为方便于以后对不一样截面损花费用一系列计算，将(3)式中 除导体电流和电阻以外全部参数以线损辅助量F来表示。

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%)]。

此处采取中国常见最大负载损耗小时(τ)法来计算线损。所以最大负载损耗小时τ需由已知年最大负载利用小时Tmax和功率因数cosφ关系表中查出，见附录9。功率因数cosφ对经济电流范围和经济截面计算结果影响很小，本手册采取该关系表中间值cosφ=0.9，在Tmax=1000h至8500h范围取下τ值作为计算用数。按公式(6)便可算得Tmax/τ范围内线损辅助量F(见附录8),它在经济电流范围和经

济电流密度计算过程是常常使用中间量值。在绘制经济电流密度j曲线中习常见Tmax而不用τ来表示。不一样行业Tmax可从现成统计资

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均系依据国家电力企业经济研究中心多年提供数据，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。这么，总费用计算式简化为：

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

2．系列标准截面中每一导体经济电流范围算法

原理：电缆系列截面经济电流范围是在总费用相等和敷设条件相同 条件下取得。

计算公式能够有两种表示方法：一个是按总费用计算式经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围(IEC表示方法)，另一个是经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替换第一个公式原形计算。

2.1第一个计算表示式：每一线芯截面全部有一个经济电流范围,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 拟确定某段长度电缆截面规格初始费用，(元)

R 拟确定电缆截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

CI1 最靠近某段长度较小标准截面规格初始费用，(元)

R1 最靠近较小标准截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

CI2 最靠近某段长度较大标准截面规格初始费用，(元)

R2 最靠近较大标准截面规格单位长度交流电阻，(Ω/km)

L 确定电缆截面规格某段长度，(km)

2.2第二种表示式：为便于对每一线芯截面经济电流范围计算，原理不变，将电缆造价平均A值替换CI和电阻率除以截面替换电阻R来表示。

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，在经济电流运行时导体温度可降低，θm=40℃。(IEC推荐)

代入相关参数，取得K=1.085。将A、S和ρ20替换(8)(9)式中CI和R。公式经整理后，可得经济电流范围高低限值另一表示式：

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，公式演算以下。

电缆总费用按公式(7)可写成以导体截面S为函数表示式：

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

3.1CI(S)以上述不一样电缆类型初始投资推导为线性模型A值表示：

CI(S)=L(A×S+C)

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

C---成本不变部分(元/m)；

L---电缆长度(m)。

3.2交流电阻以导体截面S函数式表示：

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可经过以总费用公式(12)对截面

S求导，并令其为零取得：

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

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

式中：

ρ20、α20、θm、B和K取值和上节相同，代入公式(13)整理后可得经济截面：

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方法很多，比如年费用最小法，计算费使用方法，返本期法和财务表报法等，但因出发点不一样，各个国家各部门全部采取不一样计算方法。以上IEC287-3-2标准两种计算方法实际上已表述了电缆经济电流密度内容，因为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值和Tmax小时下F值(设定不一样电价P条件),便可求得Tmax和j关系数据和曲线。本手册搜集28种常见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)计算不一样电价(设P=0.2~1.0元/kWh)5种类别28种常见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和A值开方成正比，A增加表明电缆投资增加，j便应该增大，即要求采取较小截面

是经济(为要求投资回收年不所以而增加)。j和F值开方成反比，F是Tmax和P中间辅助量值，F增大相当于运行时间加长或电价增加，

j应该减小，j减小就是要使截面加大使损花费用减小才经济。

不可能对每一个型号电缆全部分别给出它们经济电流密度，只能按不一样类型电缆A大小分组合成平均A值来设置，虽存在一定误差，在Tmax不变情况下平均A值开方差值控制j之间差值范围,而平均A值和其组内各型电缆本身A值误差范围从0.5~8%不等，影响j误差小于3%是许可。

考虑中国地域电价差异较大,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，能够控制j之间差值10~15%来确定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范围，在两电价数值间实际电价可在曲线间按

插入法就近取值，因为高电价中误差所影响最终经济截面选择很小，

可不于计较。必需时(比如电价超出所列范围很大)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好化计算方法举例

以上电力电缆截面经济最好化三种计算方法，简单易行，只要代入相关参数(大多已聚集在附录中)就可取得所需结果。举例以下：

5.1 题1:计算VV-1型3×50mm2电缆导体经济电流高低限值范围。

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围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,计算结果和(1)相同。

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围数据表，可直接得到Imax范围为42~59A和(1)或(2)相同数值。

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)。将相关数据代入公式(14)，电缆经济截面为：

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

因为由计算公式得出截面数不可能恰好等于一个标准截面,通常宜选择小于计算值标准截面95mm2。如需要正确计算，也可由公式(7)计算总费用大小来确定。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

比较总费用计算结果，最经济截面应是95mm2。

5.3 题3:题同5.2例,用经济电流密度选择电缆截面。

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=100mm2,一样仍按5.2题选小标准，选择95mm2。

5.4 题4:怎样修改经济电流密度。当要求电价P=0.85元/kWh,Tmax=6500h,采取电缆为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）其它条件不变，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和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. 总结经济截面最好化计算方法

总而言之，电力电缆经济电流范围、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，只要输入以下必需参数进行计算就可取得所需数据：

(1)不一样型号电缆平均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)。比如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，由不一样年运行最大负载利用小时Tmax(计算过程用负载损耗小时τ)和不一样电费价格P

计算确定。在计算经济电流范围和截面公式全部用着它，为计算操作方便，附录8列出了损花费用辅助量F─Tmax─P关系统计值。

(3)当单独计算线路损花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)和电缆线损辅助量F值。

六.电力电缆经济截面最好化数据查找使用方法

应用IEC计算方法所取得电力电缆截面经济最好化计算数据，为便于在实际工作中查找使用，大多已聚集在附录之中，其方法和步骤

全部比较简单易行。不管求取多种型号电缆和不一样运行条件经济电流范围、负载电流经济截面和经济电流密度，只要按步查找附录中相关参数和自定条件(如已知电价或最大负载利用小时)即可取得。

1．已知电缆型号，负载电流Imax和运行小时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。比如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利用小时Tmax,和电价P。例

如Tmax=7000h,P=0.5元/kWh。从附录4中，找到对应电缆造价类别为II-A经济电流范围表，找出给定电价P经济电流范围小表，选定最大负载利用小时Tmax一列，确定负载电流在高低限电流范围一行，其左端对应截面就是所求经济截面。比如在附录4-2电缆造价类别为II-A经济电流范围表中，找到P=0.5元/kWh小表,查Tmax=7000h一列，找到经济电流范围中Imax=150A正包含在145-183A一行，左端对应截面一列185mm2就是它经济截面。

2． 已知电缆型号和截面，求经济电流范围。

(1)从附录3查出给定电缆型号造价类别。比如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利用小时Tmax,和电价P。比如Tmax=7000h,P=0.4元/kWh。从附录4中，找到对应电缆造价类别为I-A经济电流范围表，找出给定电价P经济电流范围小表，选定最大

负载利用小时Tmax一列，从已知截面一行便可查到未知电缆经济电流范围。比如从已知截面为70mm2一行,它和已知Tmax=7000h一列交点处便是该截面经济电流范围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。比如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利用小时Tmax和电价P。比如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。比如类别为IV-A，按数据表查Tmax=7000h一列和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曲线和纵坐标Tmax=7000h水平交点处取得对应经济电流密度j为0.89A/mm2。

七.电缆经济截面和发烧截面总费用比较及投资回收年计算

以上是按IEC总费用最小方法来求取经济电流和经济截面。比较发烧截面和经济截面TOC总费用，以电缆寿命为30年和年运行小时为三班制来算，下面例子可见发烧截面总费用显著大于经济截面。不过假如电缆负载电流不大，使用年限不长，年运行小时为一班工作制，两种截面方案经济效益总费用就有比较可能。以下比较两种截面总费用情况。

1.给定负载电流下发烧截面和经济截面总费用比较

当已知给定负载电流下发烧截面和经济截面，比较其中三个班制年运行小时TOC总费用。应用公式(1),分别计算两种截面初始投资和年运行费用现值，相加后可得出总费用。因为电缆使用年不一样，它

们年运行费用现值及总费用也不相同。IEC标准例中使用年取值通常

全部是取经济寿命年N=30年。当大家只需要按几年使用期，所得结果是否也会比按许可载流量选择截面经济，需要计算或绘制二者TOC-N曲线比较来说明问题。

从以上总费用和线损公式可见，总费用是随线损辅助量F式现值系数大小改变，又公式(4)(5)中，当r值不变(和年负载增加率a、年电价增加率b和贴现率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年改变数值范围为0~11.2，年数越大现值系数越大，总费用也跟着大，便可绘制出以下三个班制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烧截面和经济截面TOC总费用,电价P=0.5元/

kWh。绘制三个班制电缆使用期（N=0~30年）TOC总费用年增加曲线。

解： （1）查电缆许可载流量表(附录7),空气中敷设，发烧截面按许可载 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)确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×年线路损花费}

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

(5)确定年线损辅助量F值。F值和Tmax相关,查附录8，对应三个 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年线路损花费算式中F值系N=30年数值，当需要计算小于30年线损时，需改变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和现值系数关系，便可绘出N=0~30逐年TOC费用曲线，见图1、2、3，从中求出30年以下任意年费用。

(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，对应年份为经济截面多支付投资回收年。

(7)经济截面大于发烧截面投资回收年限计算法：

a)简单算法，回收年,T=电缆初始投资差值/年线路损花费差值

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

三个班制发烧许可截面和经济截面投资、TOC总费用及回收年对比汇总以下：

两种截面选择方案结果：负载下TOC费用和使用年N关系曲线分别见图1、2、3。一班制电缆采取经济截面，电缆截面虽大于发烧截面2个标准级，但多出投资要在稍长3.7年才可回收。所以假如工厂使用寿命年为4年，年负荷运行小时又很不长，电缆就可无须按经济截面来选。二班和三班制电缆采取经济截面，截面大于发烧截面3和4个标准级，初始投资虽要大些，但年用电时间长，年损花费用差值比较大，两年多很快可回收,发烧截面和经济截面TOC费用差值在其曲线交叉点后伴随使用年数增加愈来愈大，故采取经济截面比较合算。

八.经济截面校验条件

校验条件具体计算应参见相关电气设计手册。

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示

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，通常需依据线路所在系统具体情况，由负载对电压不一样要求确定，配电线路通常要求是ΔU%小于6-8%，对于电动机直接起动电压损失限值取决于用户按技术条件要求,通常为5%，偶然起动15%。

3.接地故障电流灵敏度校验

根据《低压配电设计规范》不一样接地型式要求做。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灵敏度。

4.按发烧许可电流选择电缆截面时,考虑多根电缆成束敷设时载流量计入降低系数后截面。降低系数值另查标准或手册。

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。已知年最大负载利用小时Tmax=6000h。电源电缆由变电所低压屏直接配电，采取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按许可发烧条件选择截面：Ie=71.4A查载流量标准可选截面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，试选择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%。可满足要求。

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,经济截面选择应考虑电机长时间运行负载率，比如负荷系数为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当电力电缆和其它电缆多根并列在电缆桥架封闭式敷设,比如电缆载流量可能达成0.5降低系数。本例已按其它条件（短路热稳定）选择较大截面，不受降低系数影响。

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靠近102mm2，可采取95mm2。

5.6低压TN系统接地故障保护灵敏度校验，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，可满足断路器动作灵敏度1.25要求(1190/850=1.4)。

5.7用TOC总费用来说明电缆截面选择不一样经济效益：(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，电缆截面最终还是按技术条件选择大截面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 电缆型号和电缆造价类别对照表

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范围(I-A类别)(1)

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

2.电缆经济电流范围计算式见手册说明: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围(I-A类别)(2)

附录4-1铜芯电力电缆经济电流范围(I-A类别)(3)

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范围(II-A类别)(1)

1.应用范围：电缆类别II-A，A=1.598元/m.mm2,对应电缆型号见附录2、3A对照汇总表。 2.电缆经济电流范围计算式见手册说明: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围(II-A类别)(2)

附录4-2铜芯电力电缆经济电流范围(II-A类别)(3)

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范围(III-A类别)(1)

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

2.电缆经济电流范围计算式见手册说明: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围(III-A类别)(2)

附录4-3铜芯电力电缆经济电流范围(III-A类别)(3)

附录4-4铜芯电力电缆经济电流范围(IV-A类别)(1)

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

2.电缆经济