关于工程用电缆经济截面选择的探讨

寇渭新（昊华工程有限公司，北京 100143）

关于工程用电缆经济截面选择的探讨

寇渭新
（昊华工程有限公司，北京 100143）

文中主要讨论电缆截面及经济截面的选择，以及如何使总费用最小，提高经济效益。

电缆；截面；电流；电压

1　电缆截面及电缆经济截面的选择

1.1按载流量选择电缆截面

该方法的实质是按发热条件选择电缆截面。

当发热量与散热量相等时，线芯温度不再上升，导体和绝缘处于合理寿命的热平衡状态，电流值就是线芯长期允许最大工作电流，俗称“载流量”。

1.2允许电压损失校验

电缆有电阻和电抗，当电流通过时，会产生电压降，电压降应低于用电设备端子处电压偏差允许值，在正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）如下：

（1）电动机为±5%。

（2）照明：在一般工作场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%～-10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%～-10%。

（3）其他用电设备当无特殊规定时为±5%。

1.3电缆热稳定校验

电缆热稳定是指在短路电流通过时，导体的温度不超过绝缘所能承受的温度。电缆应进行热稳定校验。

1.4电缆经济截面的选择

电缆除应满足载流量、电压损失和热稳定要求外，还宜按电缆的初始投资和使用寿命期间的运行费用综合经济地选择电缆截面，即在电缆寿命期内，投资和导体损耗费用之和最小的电缆“经济截面”，“经济截面”所对应的工作电流为“经济电流”。

2　电缆经济截面的选择方法

2.1总费用最小原则

CT=CI+CJ

CT——总费用；

CI——电缆主材、附件费用及施工费用之和；

CJ——损耗费用，它与负载（电流）大小、年运行时间、电价、电缆电阻（截面）、使用寿命等因素有关。

2.2电缆截面与总费用的关系

电缆截面与TOC关系图参见图1。

2.3经济电流范围

在一定的敷设条件下，每一线芯截面都有一个经济电流范围，根据IEC287—3—2/1995经济电流范围上、下限值的计算公式来计算。

Icc（下限）=［CI-CI1/F×L（R1-R）］0.5

Icc（上限）=［CI2-CI1/F×L（R-R2）］0.5

CI——某一截面电缆的总投资（元）；

CI1——比CI小一级截面电缆的总投资（元）；

CI2——比CI大一级截面电缆的总投资（元）；

F——综合系数；

L——电缆长度（km）；

R——CI对应截面电缆单位长度的交流电阻（Ω/ km）；

图1　VV-1电缆裁面与TOC关系

R1——CI1对应截面电缆单位长度的交流电阻（Ω/ km）；

R2——CI2对应截面电缆单位长度的交流电阻（Ω/ km）。

2.4常用电缆经济电流范围

各种不同类别电缆经济电流范围参见相关手册。

2.5常用电缆经济电流密度曲线

各种不同类别电缆经济电流密度曲线参见相关手册。

3　电缆经济截面选择与电缆截面技术选择的对比

（1）选配电缆YJV22-10截面，长度3 km，直埋地，Ik=18 kA，t=0.5 s，In=101 A，cosΦ=0.8，Tmax=4 000 h，P=0.5元/kWh

第一、按载流量：S=3×50 mm²

第二、按允许电压损失Δu校验：Δu=2.12%合格

第三、按经济电流：Sec=3×70 mm²

（2）电缆经济截面与经济寿命的关系

电缆经济截面与经济寿命的关系图见图2。

（3）电缆经济截面与年最大负荷利用时间的关系

电缆经济截面与年最大负荷利用时间的关系图见图3。

（4）电缆经济截面初始增加投资回收年限

图2　VV-1电缆寿命期效图

由于按经济电流选择电缆截面时，电缆经济截面较大，使初期电缆投资增加，增加投资的回收年限举例如下：

图3　VV-1电缆不同运行时间总费用利用率

某一负载Ie=90 A，选用VV-1型三芯电缆供电，电缆长100 m，当地电价0.5元/kW·h。

经计算：按载流量选择截面为3×50 mm²。

查图2： 按经济电流选择截面： 3 000 h为3×50 mm2，5 000 h为3×70 mm2， 7 000 h为3×95 mm2。

投资回收时间见表1。

4　电缆经济截面的经济效益

（1）电缆截面选择时，技术和经济是相互依存的两个方面，而按电缆经济截面选择是电缆截面选择的重要发展。

表1　投资回收时间表

（2）按经济电流选择电缆经济截面，通常大于按载流量所选的电缆截面，但由于总费用支出很小，而且增加的初期投资仅在2～4年内可收回。

（3）大力推广“按经济电流选择电缆经济截面”，既节约电力运行费和总费用，又节省能源、改善环境，同时还提高电力运行的可靠性 ，有明显的经济效益和社会效益。

Discussion of economic cross-section selection of cable

TB47

1009-797X（2015）17-0065-03

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.018

寇渭新（1972-），男，1995年毕业于郑州工业学院工业电气自动化专业，主要从事电气设计工作。

2015-05-18