电缆选型手册范本 (一)

目录

概述............................................................2

二.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佳化计算方法的应用....4-11

六.电力电缆经济截面最佳化数据查找的使用方法........................11T2

七.电缆经济截而与发热截面总费用比较及投资回收年计算................12T5

八.经济截面的校验条件...............................................16T7

附录1铜芯电力电缆综合造价统计表....................................18T9

附录2电缆造价类别的平均A值.....................................20

附录3电缆型号与电缆造价类别对照表...............................20

附录4T铜芯电力电缆经济电流围（I-A类别）........................21-23

附录4-2铜芯电力电缆经济电流围（H-A类别）.........................24-26

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

附录4-4铜芯电力电缆经济电流围（1V-A类别）........................30-32

附录4-5铜芯电力电缆经济电流围（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（不同电价）..........3640

附录6电缆导体交流电阻及感抗.....................................41-42

附录7铜芯电力电缆允许载流量表...................................42

附录8损耗费用辅助量F—Tmax-P关系的统计值..................43

附录9最大负载利用小时Tiiax与最大负载损耗小时T和cos中的关系…43

附录10不同行业的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

导体的经济电流密度是选择导体的必要条件之一。当选择导体的诸多技术条件（如发热温

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

证明，经济电流密度对于选择导体进而fj省能源，改善环境，提高电力运行可靠性有着重要

的技术经济意义。过去，在计划经济的条件下，工程设计往往偏重技术、轻视经济；重视初

投资，忽视长期运行的经济性。工程建设也因此付出过沉重代价。当前，我国已经进入到社

会主义市场经济的发展时期，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

工程建设整体的、长远的合理性，倡导基建优化设计。而导体的经济电流密度正是这种优化

设计的容之一。传统的设计方法按载流量选择导体截面时只计算初始投资，导体的截面选择

过小，将增加电能的损耗：选择的过大，则增加初始投资。研究和确定导体电流密度的目的,

就是在已知负荷的情况下，选择最佳的导体截面；或是在已选定导体截面的情况下，确定经

济的负荷围，以寻求投资的最优方案，取得最理想的经济效益。

本实用手册应用IEC287-3-2/1995《电力电缆尺寸的经济最佳化》标准和方法，采用我

国常用的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拉套（XLPE绝

缘）中低压电力电缆数据，统计和汇集了为计鼻电缆系列截面的经济电流围、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柠体经济截面参考。

二.围

1.本实用手册适用于电压为6/6kV,8.7/10kV及0.6/1.Ok?中低压等级铜芯电力电缆的

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（YV型），铜芯聚氯乙烯绝缘

钢带铠装聚氯乙烯护套电力电济（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）。

电缆芯数包括：根据产品目录有等截面的三芯、四芯及五芯，非等截面的四芯及五芯。

2.按照IEC287-3-2/1995国际标准，导体截面经济选择只计及发热损耗，不考虑电压

有关的损耗，也不包括诸如维修等因素。

三.参考标准及参数取值依据

国际电工委员会标准TEC287-3-2/1995《电力电缆截面的经济最佳化九

国家标准GB/T16895.15-2002等效于IEC60364-5-523:1999《建筑物电气装置电气设

备的选择和安装布线系统载流量》以及GB50217-94《电力工程电缆设计规》。

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的数据。低压

电力电缆出厂价格根据《工程造价信息》2001年第2期。中压电力电缆价格及中低压电缆敷

设综合费用根据西北电力1981年及东北电力2001年的专题报告《导体的经济电流密度》资

料。

四.符号说明

本手册使用的符号及其量值说明如下：

A与导体截面有关的单位长度成本的可变部分

(造价费用斜率)元/m.mni2

B邻近效应、集肤效应的综合系数一

C与敷设条件等有关的单位长度成本的不变部分元加

CT电缆系统总成本(总费用)元

Imax最大负载甩流A

L电缆截面某段长度m

CJ年期间电缆导体发热损耗费用的现值元

N电缆使用的经济寿命期年

Np每回路相导体数目一

Nc传输同型号电缆和负载值的回路数目一

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)定义的辅助量(线损辅助量)元/W

Q由公式(4)定义的辅助量

r由公式(5)定义的辅助量

aImax的年增长率%

b电价P的年增长率，不计及通货膨张气

i计算现值用贴现率与

CI拟确定某段长度的标准截而规格的初始费用元

CI1最接近某段长度较小标准截面规格的初始费用元

CI2最接近某段长度较大标准截面规格的初始费用元

R拟确定电缆截面规格的单位长度交流电阻Q/km

R1最接近较小标准截面规格的单位长度交流电阻Q/km

R2最接近较大标准截面规格的单位长度交流电阻Q/km

Tmax最大负载利用小时h

T最大负我损耗小时h

S电缆导体截面mir2

Sec电缆导体的经济截面mm2

P20导体20℃下的电阻率Q.m

a20导体20c下的电阻温度系数1/r

0m导体平均运行温变℃

K温度及B系数的综合系数一

T投资回收年年

五.IEC287-3-2/1995标准电力电缆截面经济最佳化计算方法的应用

1.电缆的总费用。总拥有费用法(TOC,TotalOwningCost)是全面评价电气装置能效费

用的方法，包含：初始投资(采购及安装费用)及其寿命期运行费用的两个部分。其表达式如

下：

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

式中：CI所安装的电缆造价(初始投资)，包括电缆购置费及敷设安装费用，(元)

CJ等效于电缆购买时的线路损耗费用，即电缆N年经济寿命期发热损耗费用现

值，阮)。

1.1电缆初始投资CI

包括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

及电缆的运输，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

用单位长度和截而有关系的投资费用斜率A来表示，又叫做投资费用的可变部分A值。各种

类型电缆的A值因价格不同而并，为求得各类型电缆截面与投费的线性关系，其斜率A(以下

简称A值)按下式计算：

A=(截面S2电缆的初始投资-截而S1电缆的初始投资)/(截面S2-S1),

(Ulj/ID.mm2)-------------------------------------------------------------------(2)

对于每一种型号电缆，都存在各自变化幅度不大的系列截面斜率A。本手册共统计28种

型号电缆的A值,将其之间误差小于10%的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。电缆造价类别与电缆型号对照表

见附录3o

五个组的平均A值代表型号数量不等的电缆单位造价，它们之间的偏差为18~125机为了

使电缆导体截面国建立较好的线性关系，以平均A值对相应型号电缆的初始造价做线性调整。

采用平均A值比用自身A值计齐经济截面和经济电流密度所得结果只有小于3$很小的误差。

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的运行费用，它与负载大小、年运行时间、电价、电缆做面、使

用寿命期及资金贴现率等因素有关。

(1)电缆在N经济寿命年运行的电能损耗费,折算到电缆购买日的现值：

CJ=(I2maxXRXLXNpXN2/1000)X(TXP+D)X[Q/(1+i/100)],

(元)---------------------------------------------------------------------(3)

式中：Q为计及N年负载增长、电价增长和贴现率的系数，

Q=(]-rN)/(l-r)-----------------------------------------------------------(4)

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

(2)为方便于以后对不同截面损耗费用的一系列计算，将⑶式中除导体电流和电阻以

外的所有参数以线损辅助量F来表示。

令卜=即义也乂(TXP+D)X[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T和现值系数

此处采用我国常用的最大负载损耗小时(T)法来计算线损。因此最大负载损耗小时T需

由已知的年最大负载利用小时Tmax和功率因数cos小关系表中套出，见附录9。功率因数cos

少对经济电流阐和经济截面的计算结果影响很小，本手册采用该关系表的中间值cose=0.9,

在Tmax=1000h至8500h围取下T值作为计算用数〃按公式(6)便可算得Tmax/T围的线损辅

助量F(见附录8),它在经济电流围和经

济电流密度计算过程是经常使用的中间量值。在绘制经济电流密度j曲线中习惯用Tmax而不

用T来表示。不同行业的Tmax可从现成统计资

料查出(见附录10)。公式(6)的线损辅助量F算式中现值系数[Q/(l+i%)]的参数:a,b,i,

和N均系根据国家电力公司经济研究中心近年提供的数据，即a=0,b=2%i=10%,N=30年，按

公式⑸算出r=0.927,进而算得Q和现值系数[Q/(1+i%)]=!1.2,这样，总费用的计算式

简化为：

CT=CI+I2maxXRXF,(元)-------------------------------------------------(7)

2.系列标准截面中每一导体经济电流围的算法

原理：电缆系列截面的经济电流围是在总费用相等和敷设条件相同的条件下取得。

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围(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替代第一种公式原形计算。

2.1第一种计算的表达式：每一线芯截血都有一个经济电流围，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)/(FXLX(Rl-R))]0.5-------------------------(8)

Imax(高限值)=[(C12-CI)/(FXLX(R-R2))]0.5-------------------------(9)

式中：

CI拟确定某段长度电缆截面规格的初始费用，(元)

R拟确定电缆截面规格的单位长度交流电阻，(Q/km)

CI1最接近某段长度较小标准截而规格的初始费用，(元)

R1最接近较小标准截面规格的单位长度交流电阻，(Q/km)

CI2最接近某段长度较大标准截面规格的初始费用，(元)

R2最接近较大标准截面规格的单位长度交流电阻，(Q/km)

L确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围的计凫，原理不变，将电缆造价平均

A值替代CI以及电阻率除以截面替代电阻R来表达。

因交流电阻R=p20XBX[l+a20(0m-20)]X106/S,(Q/m)

令K=B[l+a20(0m-20)],于是交流电阻R=P20XKX106/S,(Q/m)

式中：

P20为铜导体直流电阻率，P20=18.35X10-9,(Q.m)

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

«20为铜线20c的电阻温度系数等于0.00393,(/℃)

0m为导体温度，在经济电流运行时导体温度可降低，OmWOC。(IEC推荐)

代入相关参数，取得K=1.085。将A、S和P20替换(8)(9)式中的(：1与1?。公式经整理

后，可得经济电流用高低限值的另一表达式：

Imax(低限值)=[A(S1XS)/FX0.0199]0.5---------------------(10)

Imax(高限值)=[A(S2XS)/EX0.0199]0.5---------------------(11)

3.给定负教电流下经济截面的算法

原理：计第以给定负载电流下电缆总费用为最小时的截面，公式演算如下。

电缆总费用按公式⑺可写成以导体截面S为函数的表达式：

CT(S)=CT(S)+I2maxXR(S)XLXF,(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的A值表示：

CI(S)=L(AXS+C)

式中：A—-成本的可变部分(元/m.mm2)，各型电缆可取平均A值；

S—导体截面(mm2)：

C--成本的不变部分(元/m)：

L--电缆长度(m)0

3.2交流电阻以导体截面S的函数式表示：

R(S)=p20XBX[l+a20(0m-20)]X106/S,(Q/m)

3.3总费用为最小时的经济截面Sec可通过以总费用公式(12)对截面

S求导，并令其为零取得：

Sec={I2maxXFXp20XBX[l+a20(0m-20)]X106/A}0.5,

式中：

P20、a20、0m、B和K的取值与上节相同，代入公式(13)整理后可得经济截面：

Sec=[I2maxXFX0.0199/A]0.5,(mm2)------------------------------------(14)

4.电缆导体经济电流密度的算法

电力电缆经济电流密度的计算方法很多，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，各个国家的各部门都采用不同的计算方法。以上IEC287-3-2

标准的两种计和方法实际上已表述了电缆经济电流密度的容，因为经济电流密度就是流过经

济截而中电流的密度。

4.1经济电流密度的算式：j=Imax/Sec(A/mni2)

将公式(13)的Sec代入上式,得：j=lmax/{I2maxXFXp20XBX[l+a20(0m-20)]

X106/A)0.5

或公式(14)的Sec代入上式，得：j=[A/[FX0.0199]]0.5G\/mm2)(15)

为求电缆的经济电流密度只需代入电缆造价平均A值与tax小时下的F值(设定不同的

电价P条件)，便可求得Tmax与j的关系数据和曲线。本手册收集28种常用的中低压电力电

缆造价(附录1)合并为5种类别的平均A数值(见附录2)。由公式(15)计算不同电价(设

P=0.2"L0元/kWh)5种类别28种常用的中低压电缆的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的影响

由经济电流密度j的算式(15)可见，经济电流密度j与A值开方成正比，A的增加表明电

缆投资增加，j便应该增大，印要求采用较小截而

是经济的(为要求投资回收年不因此而增长)。j与F值开方成反比，F是Tmax和P的中间辅

助量值，F增大相当于运行时间加长或电价增加I,

j应该减小，j减小就是要使截而加大使损耗费用减小才经济。

不可能对每一种型号电缆都分别给出它们的经济电流密度，只能按不同类型电缆A的大

小分组合成的平均A值来设置，虽存在一定误差，在Tmax不变的情况下平均A值开方的差值

控制」之间的差值闹，而平均A值与其组各型电缆本身A值的误差围从0.5~8%不等，影响j

的误差小于3%是允许的。

考虑我国地区电价差别较大，电价P对j的影响偏差宽度不等，低电价影响j的宽度比

高电价大，可以控制j之间的差值来确定P值，附录5列出的经济电流密度Tmax-j

曲线是以电价整数P=0.2、().3、0.4、().5、0.7、1.0元/kWh围，在两电价数值间的实际电价

可在曲线间按

插入法就近取值，由于高电价中的误差所影响最终经济截面的选择很小，

可不于计较。必要时(例如电价超出所列围很大)仍可按计算公式修改线损辅助量F值来补充

新电价条件下的j值。

5.电力电缆截面经济最佳化计算方法举例

以上电力电缆截面经济最佳化的三种计算方法，简单易行，只要代入相关参数(大多已汇

集在附录中)就可取得所需结果。举例如下：

5.1题1:计算VV-1型3X50mm2电缆导体的经济电流高低限值围。

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WT型电缆数据：3X35mm2,3X50mm2,3X70mm2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0.566。,

0.397Q,0.284Qo由附录8查得线损辅助量系数F=65.60元;忆

解：(1)3X50mm2电缆导体的经济电流高低限值围由上列参数代入公式(8),(9)计算：

Imax(低限值)=[(74993-55418)/(65.6X1X(O.566-0.397))]0.5=42.0A

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

50mm2截面的经济电流低限是35nlm2截面经济电流的高限，50mm2截

面的经济电流高限是70mll12截出经济电流的低限。

(2)同上，用(10),(11)公式计算，由附录2、3查VV-1型电缆为卜A类别,其A=L305

元/m.mm2,计算结果与(1)相同，

Imax(低限值)=[1.305X(50X35)/(65.6X0.0199)10.5=41.8A

Imax(高限值)=[1.305X(50X70)/(65.6X0.0199)10.5=59.1A

(3)查附录4的电力电缆经济电流围数据表，可直接得到Imax围为42飞9A与⑴或⑵相

同数值。

5.2题2:计算一路VVT型电缆负载电流Imax=100A的经济截而，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型电缆属卜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=[1002X65.6X0.0199/1.305]0.5=100.0mm2

因为由计算公式得出的截面数不可能正好等于一个标准截面，一般宜选用小于计算值的

标准截而95nlm2。如需要精确才算，也可由公式(7)计算总费用大小来确定。此时还需查电缆

的单位长度造价(附录1)和截面的交流电阻(附录6).

CT95=133718+1002X0.209X65.6=270822元

CT120=l66343+1002X0.166X65.6=275239元

比较总费用的计算结果，最经济的截面应是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

缆为类别，A=l.305元得j=L0A/mm2,对于Imax=100A,经济截面

5=100/1.0=100mm2,同样仍按5.2题选小的原则，选用95mm2。

5.4题4:如何修改经济电流密度。当要求电价P=0.85元/kWh,Tmax=6500h,采用的电缆为

YJ\f-10kV,求经济电流密度。

解：(1)查附录9,设cosd)=09,当Tmax=6500h,得T=5100h,

(2)代入公式(6)：F=NPXNCX(TXP+D)X[Q/(1+i%)]/1000,

(元/W),假设公式(6)的其他条件不变,即Np=3,Nc=l,D=252元/kW,现值系数[Q/(1+

i%)1=11.2.

(3)新的F=3X(5100X0.85+252)X11.2/1000=154.1元/兄

(4)查附录2、3,YJV-lCkV属电缆造价II-A类别，其平均A值=L598元/m.mm2,

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

j={A/[FXO.0199]}0.5={1.598/[154.1X0.0199])0.5=0.722A/mm2

6.总结经济截面最佳化的计算方法

综上所述，电力电缆经济电流围、经济截面和经济电流密度的计算公式是很简捷的，从

这些计算公式可见，只要输入以下必要的参数进行计算就可获得所需数据：

(1)不同型号电缆的平均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)o

例如VVT-(3XS)型电缆的造价类别为I-A,其平均A值等于1.305元/m.mm2。

(2)电缆线损辅助量F,是计算过程的中间值，由不同的年运行最大负载利用小时Tmax(计

和过程用负载损耗小时T)和不同的电费价格P

计算确定。在计算经济电流用和截面的公式都用着它，为计算操作方便，附录8列出了损耗

费用辅助量F-Tmax-P关系的统计值。

(3)当单独计算线路损耗费用或总拥有费用时，需要输入实际使用的最大负载电流Imax

和电缆导体交流电阻(附录6)以及电缆线损铺助量F值。

六.电力电缆经济截面最佳化数据查找的使用方法

应用IEC的计算方法所取得电力电缆截面经济最佳化的计算数据，为便于在实际工作中

查找使用，大多已汇集在附录之中，其方法与步骤

都比较简单易行。不论求取各种型号电缆和不同运行条件的经济电流围、负载电流的经济截

面和经济电流密度，只要按步查找附录中的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hoax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的造价类别。例如YJV-10型，造价类别为II-A。

(2)已知项目电缆所在电网的最大负载利用小时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1I-A的经济电流围表,

找出给定电价P的经济电流用小表，选定最大负载利用小时Tmax一列，确认负载电流在高低

限电流围的一行，其左端对应的做面就是所求的经济截面。例如在附录4-2电缆造价类别为

II-A的经济电流围表中，找到P=0.5元/kWh的小表,查Tmax=?000h一列，找到经济电流围

中Imax=150A正包括在145-183A一行，左端对应的截面一列185廊2就是它的经济截而。

2.己知电缆型号和截面，求经济电流围。

(1)从附录3查出给定电缆型号的造价类别。例如VV-1-(3X7O)型，造价类别为I-A。

(2)已知项目电缆所在电网的最大负载利用小时Tmax,和电价P。例如Tmax=7000h,P=0.4

元/kWh。从附录4中，找到对应电缆造价类别为17的经济电流围表，找出给定电价P的经

济电流围小表，选定最大

负载利用小时Tmax一列，从已知截而一行便可查到未知的电缆经济电流围。例如从已知截面

为70mm2的•行，它与已知Tirax=70()0h•列的交点处便是该搬面的经济电流围52-71A。

3.已知电缆型号，求经济电流密度。

(1)从附录3查出给定电缆型号的造价类别。例如VV7-(5XS),查类别为IV-A。

⑵已知项目电缆所在电网的最大负载利用小时Tmax和电价P。例如Tmax=7000h.P=0.7

元/kWh。

(3)从附录5查电缆造价类别的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一行的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的曲线与纵坐标Tmax=7000h水平交点处取

得对应的经济电流密度j为0.89A/mm2o

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总费用最小的方法来求取经济电流和经济截面。比较发热截面与经济截面

的TOC总费用，以电缆寿命为30年和年运行小时为三班制来算:，下面的例子可见发热截面的

总费用明显大于经济截面。但是如果电缆负载电流不大，使用生限不长，年运行小时为一班

工作制，两种截面方案的经济效益总费用就有比较的可能。以下比较两种截面的总费用情况。

1.给定负载电流下发热截面与经济截面的总费用比较

当已知给定负载电流下的发热截面与经济截面，比较其中三个班制年运行小时的TOC总

费用。应用公式(1),分别计算两种截面的初始投资和年运行费用现值，相加后可得出总费用。

由于电缆使用年的不同，它

们年运行费用现值及总费用也不相同。IEC标准例中使用年的取值•般

都是取经济寿命年N=30年。当人们只需要按几年的使用期，所得结果是否也会比按允许我流

量选择的截面经济，需要计算或绘制两者TOC-N曲线比较来说明问题。

从以上总费用和线损的公式可见，总费用是随线损辅助量F式的现值系数大小变化，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的系数不变)，

因现值系数=[Q/(l+i/100)]式中卜(l-rN)/(l-r),故现值系数=[(l-rN)/(l-r)/(l+i/100)].

于是，现值系数将随N=0~30年变化的数俏.围为年数越大现值系数越大，总贽用

也跟着大，便可绘制出以下三个班制的T0C-N关系曲线。

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

比较三个班制工作的发热截面与经济截面T0C总贽用，电价P=0.5元/

kWho绘制三个班制电缆使用期(N=0、30年)T0C总费用年增长曲线。

解：(1)查电缆允许载流量表(附录7),空气中敷设，发热截面按允许载流量表选3X25

mm2o

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

(3)确定三个班制的经济截面：查VV-1三芯电缆为I-A类别，其平均A=1.305元

/m.mm2,由电缆的经济电流密度曲线，分别得：

一班制Tmax=3000h,j=l.36A/mm2,S=80/l.36=58.8mm2,选3X50mm2,

两班制Tmax=5000h,j=1,0A/mm2,S=80/l.0=80nun2,选3X70mm2,

三班制Tmax=7000h,j=0.79A/mm2,S=80/0.79=101i™n2,选3X95mm2,

(4)每个班制的TOC总费用=电缆初始投资+{现值系数X年线路损耗费}

=电缆初始投资+{[Q/(l+i/10D)]X〉2maxXRXF/lL2)}.

(5)确定年线损辅助量F值。F值与Tmax有关,查附录8,对应三个班制Tmax和电价

下的F值分别为：一班制F=3£.35,两班制E=65.60,

三班制F=105.93O

因附录8的年线路损耗贽算式中的F值系N=30年的数值，当需要计算小于30年的线损

时.，需改变F式中的现值系数：如上式中的F需除以11.2以消除30年的现值系数再乘以N

为变量年的现值系数。因现值系数

=[(l-rN)/(Lr)/(l+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

逐年的TOC费用曲线，见图1、2、3,从中求出30年以下任意年的费用。

(6)从图1、2、3(三个班制)可见，N=0的T0C总费用为电缆安装年的投资贽，两曲线交

点是两截面总贽用相等处，对应年份为经济截面多支付投资的问收年。

(7)经济截面大于发热截面投资的回收年限计算法：

a)简单算法，回收年,T二电缆初始投资差值/年线路损耗费差值

一班制，T=(7499.3-42368)/(802X0.1X(0.881-0.397;X35.35/11.2=3.34年

两班制,T=(10109.3-4236.8)/(802X0.1X(0.881-0.284)X65.6/11.2=2.62年

三班制，1=(13371.8-4236.8)/(802X0.1X(0.881-0.209)X105.93/11.2=2.25年

b)计时间价值的回收年,n=log(1-TX(1-r))/logr

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

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

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

三个班制发热允许截而与经济截而投资、TOC总费用及回收年对比汇总如下：

运行班制截面方案一班制二班制三班制

比较项目发热截面经济截面发热截面经济战面发热截面经济截面

电缆截面mu?3x253x503x253x703x253x95

初始投资（元/百米）4235.87499.34236.8101094236.813372

第一年TOC（元/百米）5854.68228.37239.1110779084.814522

第三年TOC（元/百米）8745.99531.212604128071774916577

第五年TOC阮/百米）112321065117218142942519818345

第30年TOC阮/百米）241731648341233220356397727544

回收年（计时间价值）3.682.812.36

两种截面选择方案的结果：负载下的TOC费用与使用年N的关系曲线分别见图1、2、3o

一班制的电缆采用经济截面，电缆截面虽大于发热截面2个标准级，但多出的投资要在稍长

的3.7年才可回收。所以如果工厂使用寿命年为4年，年负荷运行小时又很不长，电缆就可

不必按经济截面来选。二班和三班制的电缆采用经济截面，截面大丁•发热截面3和4个标准

级，初始投资虽要大些，但年用电时间长，年损耗费用差值比较大，两年多很快可回收，发

热截面与经济截面TOC费用差值在其曲线交叉点后的随着使用年数增加愈来愈大，故采用经

济截面比较合和。

raivv-i监电爆发热簸而，经济做面比较（•班制）

（经济俄而投食H«t年3.68年在曲曲线交点处）

:Q二lllllllllllllllllllllllllllllllllll

■———MM■■■■■■■■■■■■■■■■

uIUHTTIIIIl」lI用II-2

lllll^!：：；iiiiilllllllllllllll»f

44-

0S101520253035

电0使用年（年）

(

5

0

妾

髭

&

U

O

H

VV-1M电爆发热做百与经济酸而比较（三班制）

（经济做面检资36年在两曲成交点处）

70000

60000

50000—c-MBJX25

40000--------HHJX9S

30000

20000

10000

05101520253035

电，使用年（年）

八.经济截面的校验条件

校验条件的详细计算应参见有关电气设计手册。

1.短路电流热稳定计算电缆最小截面

Smin=IZX（t）0.5/Z

式中1Z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=U4,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

AU%=1.732XIXLX(Rcos<D+Xsin<D)/10XUL

式中I负荷计算甩流，A

L线路长度，km

UL线路标称电压，kV

R、X三相线路单位长度的电阻和感抗，Q/km(R,X值见附录6)

Cos6功率因数

配电线路正常和非正常的电压降，一般需根据线路所在系统的具体情况，由负载对电压

的不同要求确定，配电线路-殷要AU%不大于6-8%,对于电动机直接起动的电压损失限值取

决于用户按技术条件要求,一般为5舟,偶然起动15乳

3.接地故障电流灵敏度校验

按照《低压配电设计规》不同的接地型式要求做。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的断路器切断该单相短路电流的灵敏度。

4.按发热允许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的截

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37kM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，采用W1(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按允许发热条件选择截面：Ie=71.4A查载流量标准可选截面S=3X16+lX10mm2。

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，杳附录6交流电阻和感抗，

计算电压降:AU%=1.732X469X0.15X(1.376X0.3+0.082X0.95)/10X0.38=15.7%»因电

压降过大，试选用70mm2,电压降可减小到AU%=1.732X469X0.15X(0.315X0.3+0.069X

095)/(10X0.38)=5.13%。可满足要求。

5.3按经济电流密度选截面，查电缆造价17类别，经济电流密度曲线Tmax=6000h,P=0.5

元/kWh,j=0.88A/mni2,经济截面选择应考虑电机长时间运行的负载率，例如负荷系数为0.85,

则经济截面S=7L4X0.85/C.88=69mm2,可选电缆3X70+1X35mm2。

5.4当电力电缆与其它电缆多根并列在电缆桥架封闭式敷设，例如电缆载流量可能达到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,5=26000X0.200.5/114=102

mm2,95mm2接近102mm2,可采用95mm2。

5.6低压TN系统的接地故障俣护灵敏度校验，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3X16+1X10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3X70+1X35时单相接地故障电流Id=U90A,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的不同经济效益：(F值为84.09元/)

T0C70=(101093+[(71.4X0.85)2X0.284X84.09]}X0.15=28358.3元

T0C95=(133718+E(71.4X0,85)2X0.209X84.09]}X0.15=29767.6元

可见70廊2是最经济的，95mm2满足短路热稳定，电缆截面最后还是按技术条件选择大的截

面95mm2。

附录1铜芯电力电缆综合造价统计表(1)

电城收2W-w-w-VV-(3xSVV-(3xSW-(4xS%%%T3xYJV-€KVYJV-10KV

S.mm?(3xS»(4xSJ(5xS)+1xS/2)+2xS/2)*1xS/2)(3xS)KxS)(5xS)S+1xS/2)S+2xS/2)S+lxS/2)

1.5117001497318011145601849523535177752182522770

2.5130051657120287195841764617927158652009325811193732371525046

4149631896823701215422048120762178232249029225217702655028460

6175732216428253241522426124542204332568633777249663033033012

10227932855637357293723182132102256533207842881313583789042116

16306233814451013372024316143442334834166656537409464923055772

25423685252671497489476017160452452285604877021553286624076256108955117043

35554186850694257619977907179352582787202899781713088514099016124935133023

50749939247612839781572107421107702778539599813392195278113490133156148905156993

70101093124436173917107672145221145502103953127958179441127238151290178676180865188953

95133718164386230817140297192471192752136578167908236341167188198540235576220815228903

120166343204336287717172922239721240002169203207858293241207138245790292476260765268853

150205493252276355997212072296421296702208353255798361521255078302490360756308705316793

185251168308206435657257747362571362852254028311728441181311008368640440416364635372723

240322943396316560837329522466521466802325803399618566361398898472590565596452525460613

300697397579921702921495018587250548645556733

附录1铜芯电力电缆综合造价统计表（2）

YJV-YJV-YJV-YJV-(3xSYJV-(3xSYJV-(4xSYyxY幅YJ^-(4xYJV-6KVYJVICKV

电或鞋会Y%-Y“一Y%rW22-

S.mm2(3xS)(4xS»(5xS)+1xS/2)+2xS/2)♦1*S/2)(3xS>(4xS)(5xS)S+1xS/2)S+2xS/2)S+1xS/2)

1.51677019251242111968231590

2.51836821527271522157234531

42076524941315642320829088349202440728844389432712239114

62396129493374462698833640394722818733396448253167443666

103035338597492103454842744