IEC 60287-1-22023 电缆.额定电流的计算.第1-2部分额定电流方程（100%负载系数）和损耗的计算.扁平结构中两个电路的护套涡流损耗系数标准立项发展报告

电缆额定电流的计算第1-2部分：额定电流方程（100%负载系数）和损耗的计算扁平结构中两个电路的护套涡流损耗系数标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricCables-CalculationoftheCurrentRating-Part1-2:CurrentRatingEquations(100%LoadFactor)andCalculationsofLosses-SheathEddyCurrentLossFactorsforTwoCircuitsinFlatFormation摘要随着全球能源基础设施的持续升级与高压电缆输电技术的飞速发展，电缆载流量的精确计算已成为电力工程设计、安全运行及经济性评估中的核心环节。国际电工委员会（IEC）发布的IEC60287系列标准是电缆额定电流计算的国际基础性技术规范，其中IEC60287-1-2:2023《电缆.额定电流的计算.第1-2部分：额定电流方程（100%负载系数）和损耗的计算.扁平结构中两个电路的护套涡流损耗系数》为该体系的重要组成部分。本标准针对扁平排列双回路电缆线路中护套涡流损耗系数的精确计算提供了系统的技术方法与数值依据，填补了原有标准在特定敷设场景下的应用空白。本报告从标准立项背景、编制过程、核心技术内容、主要参与单位及未来发展趋势等维度进行了全面阐述，旨在为标准使用者提供系统性参考，并为后续标准修订与技术创新提供方向性支撑。报告指出，该标准的发布进一步提升了电缆载流量计算的精细化水平，对促进电力电缆线路设计规范化、保障电网安全经济运行具有重要的现实意义。关键词：电缆；额定电流；护套涡流损耗系数；扁平排列；双回路；IEC60287；载流量计算Keywords:Electriccables;currentrating;sheatheddycurrentlossfactors;flatformation;twocircuits;IEC60287;current-carryingcapacitycalculation一、引言1.1标准化背景电缆线路作为电力传输的重要组成部分，其载流量直接决定了线路的输电能力、运行温度及使用寿命。准确计算电缆在特定敷设条件下的载流量，是电缆工程设计的基础工作，关系到电缆选型、敷设方式确定、运行策略制定以及电网安全稳定性保障等多个关键环节。过高的载流量估算可能导致电缆过热，加速绝缘老化，甚至引发安全事故；而过低的估算则会造成电缆截面浪费，增加工程投资成本。在此背景下，国际电工委员会第20技术委员会（IECTC20：电力电缆）负责制定了IEC60287系列标准，该系列标准系统规定了电缆额定电流计算的基本方程、损耗计算方法、热阻计算模型等核心内容，被世界各国广泛应用于电缆工程设计、运行校验及标准制定。其中，IEC60287-1-1规定了额定电流计算的基本方程，IEC60287-1-2则针对特定结构条件下的损耗计算给出了专门的系数和方法。1.2标准修订的紧迫性随着城市化进程加快和电力负荷密度不断提升，电缆线路的敷设环境日益复杂。在城市电网改造、大型基础设施建设和新能源并网等工程中，多回路电缆同路径敷设的情形越来越普遍。尤其在狭窄的电缆沟道、隧道或直埋环境中，多根电缆常以扁平方式排列敷设。在这种敷设方式下，相邻回路之间的电磁耦合效应显著增强，护套中感应的涡流损耗成为影响电缆载流量的重要因素。IEC60287-1-2标准针对这一问题提供了专门的护套涡流损耗系数的计算方法，为工程实践提供了重要参考。二、标准立项与编制概况2.1标准基本信息本标准的标准编号为IEC60287-1-2:2023，由国际电工委员会（IEC）发布，2010年12月发布第一版，现行版本为2023年5月发布的第二版。标准类别属于电缆载流量计算基础标准，对应于国际标准分类法（ICS）中的29.060.20（电缆）类目。标准语言为英语，采用电子版加密PDF格式发行。本标准的技术归口单位为IECTC20（电力电缆技术委员会）下属的SC20A工作组。在修订过程中，来自各成员国（包括中国、德国、英国、法国、日本、美国等）的专家积极参与技术讨论与验证工作。2.2编制过程本标准的修订工作自2019年启动预研，历经多次工作组会议和技术研讨，于2023年形成最终文本并正式发布。修订过程中，专家组重点围绕以下关键问题进行了深入讨论：（1）原有标准中护套涡流损耗系数的计算公式在扁平排列双回路场景下的适用性问题；（2）不同几何排列参数（如电缆间距、相序布置）对涡流损耗影响的敏感性分析；（3）有限元数值计算与解析计算方法的交叉验证；（4）不同电压等级、不同截面电缆的适用范围界定。三、标准技术内容分析3.1标准框架结构IEC60287-1-2:2023标准主要由以下章节构成：-范围（Scope）：明确标准适用于额定频率为50Hz或60Hz的交流电缆线路，涵盖扁平结构中两个电路并列敷设的电缆系统。-规范性引用文件（Normativereferences）：引用了IEC60287-1-1等系列标准中的相关定义和基础计算模型。-术语和定义（Termsanddefinitions）：对护套涡流损耗系数、扁平排列、电路间距等核心术语进行了明确定义。-护套涡流损耗系数计算方法（Calculationmethod）：作为标准的核心章节，系统给出了两个电路在扁平排列下的护套涡流损耗系数计算公式，涵盖不同相序布置、不同结构尺寸和不同间距条件下的计算模型。-计算示例（Calculationexamples）：通过具体的数值算例，演示了标准计算公式的应用过程，便于工程技术人员对照使用。-附录（Annexes）：提供了必要的数学推导过程和系数取值表，增强了标准的可操作性。3.2核心技术要点护套涡流损耗系数是衡量电缆金属护套中由交变磁场感应产生的涡流损耗相对于导体总损耗比值的重要参数。在扁平排列的双回路电缆系统中，各电缆的护套涡流损耗不仅取决于本回路电缆的载流量和排列方式，还受到相邻回路电缆产生的交变磁场的显著影响，这使得损耗系数计算涉及多回路线路间的相互耦合问题。从技术原理来看，护套涡流损耗的产生涉及电磁感应效应、集肤效应和邻近效应的综合作用。在双回路扁平排列条件下，由于各电缆中心连线处于同一平面，相间距离和回路间距的变化会显著改变护套周围的磁场分布，从而影响涡流损耗的大小。标准中给出的计算公式综合考虑了电缆间距、排列顺序、护套直径、护套电阻等参数的影响，能够较为准确地反映实际运行工况下的损耗特性。值得注意的是，标准中的公式是基于具有一定对称性的理想排列条件推导的。在实际工程中，电缆敷设可能存在一定的偏差或不对称性，用户在使用该标准时，应对实际条件与理想条件之间的差异有充分认识，必要时应进行修正或采用更精确的数值计算方法进行校核。3.3相较于旧版标准的主要变化2023年版标准在第一版基础上进行了系统性修订，主要变化体现在以下方面：（1）计算精度提升：修订后的计算公式在参数取值和边界处理方面更加精细，计算精度得到有效提升；（2）适用范围扩展：新版标准将适用电压范围扩展至更高电压等级，并增加了对更大截面电缆的适用性说明；（3）与数值仿真结果的校准：基于大量有限元仿真分析数据，对解析公式中的若干修正系数进行了重新标定；（4）编辑性调整：在结构编排、术语定义和公式表述方面进行了系统性梳理，提升了标准的易读性和可操作性。四、标准的主要参与单位4.1国际电工委员会TC20技术委员会本标准由国际电工委员会第20技术委员会（IECTC20：电力电缆）归口管理，其秘书处承担单位为意大利电工委员会（CEI）。IECTC20成立于20世纪30年代，是国际电工委员会中负责电力电缆及附件标准制定的核心技术委员会，其工作范围涵盖额定电压1kV及以上所有类型电力电缆及其附件的术语、结构、试验方法、安装导则和载流量计算标准。TC20下设多个分技术委员会和工作组，其中负责本标准的SC20A工作组汇聚了世界各国电缆制造企业、电力公司、科研机构和检测认证机构的资深专家。4.2主要参与单位介绍在本标准的修订过程中，上海电缆研究所有限公司作为中国在IECTC20/SC20A的国内技术对口单位，持续深度参与了全部技术讨论和草案审议工作，发挥了重要作用。该公司创建于1957年，是中国电线电缆行业成立最早、规模最大的综合性研究机构，也是中国电工技术学会电线电缆专业委员会秘书处挂靠单位。在参与IEC60287-1-2标准的修订工作中，上海电缆研究所有限公司主要在以下方面做出了实质性贡献：-组织国内电缆制造企业、电力设计院和高校专家组成中国专家组，对标准修订中的关键技术问题开展专题研究；-开展不同排列方式和间距条件下的护套涡流损耗实验验证工作，为标准公式的改进提供了可靠的实测数据；-向IECTC20提交了多项技术提案和修改意见，其中关于特定排列条件下修正系数的建议被采纳纳入新版标准；-承担了标准技术内容的国内宣贯和培训工作，推动了该标准在国内工程设计中的广泛应用。此外，来自德国莱尼集团（LEONI）、法国耐克森公司（Nexans）、英国国家电网（NationalGrid）、日本电力中央研究所（CRIEPI）等国际知名企业和研究机构的专家也积极参加了本标准的制定工作，从产品制造、系统运行和学术研究等不同角度为标准的技术完善提供了重要支持。五、标准的应用价值与推广5.1工程应用价值本标准对电缆工程设计和运行维护具有直接的指导价值。在城市电网电缆化改造、大型风电场集电线路、光伏电站送出线路以及工业厂区供配电系统等工程场景中，双回路电缆扁平排列敷设是最常见的布置方式之一。应用本标准提供的护套涡流损耗系数计算方法，设计人员能够在设计阶段准确评估电缆的载流量裕度，合理选择电缆截面和敷设方案，避免因损耗估算偏差导致的电缆过热或投资浪费。5.2标准化与国际化意义作为IEC60287系列标准的重要组成部分，本标准的发布进一步完善了电缆载流量计算的标准体系。其对特定敷设场景下护套涡流损耗的精细化计算使得国际间电缆工程设计的技术口径更加统一，便于跨国工程项目中的技术对接和经验共享。同时，本标准可为各国制定本国电缆载流量计算标准或导则提供重要的基础性参考。5.3标准实施的建议在标准的推广应用过程中，建议相关用户重点关注以下事项：（1）标准适用条件的确认：应首先核实工程中电缆的排列方式、回路数量、电压等级和频率等条件是否在本标准的适用范围内；（2）参数取值的准确性：计算中涉及的电缆结构尺寸、材料电阻率等参数应准确获取，必要时应以制造厂提供的实际数据为准；（3）与数值仿真方法的配合使用：对于排列不规整或边界条件复杂的工程，建议采用有限元等数值方法进行校核；（4）与相关标准的配套使用：载流量计算的完整流程需同时参照IEC60287-1