JB/T 10181.32-2014 电缆载流量计算 第32部分：运行条件相关 电力电缆截面的经济优化选择

ICS 29.060.20K 13备案号: 45470- 2014JB中华人民共和国机械行业标准JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995代替JB/T 10181.6- -2000电缆载流量计算第32部分:运行条件相关电力电缆截面的经济优化选择Electric cables- Calculation of the current rating- Part 32: Sections onoperating conditions- -Economic optimization of power cable size(IEC 60287-3-2: 1995, Electric cables- Calculation of the currentrating一Part 3: Sections on operating conditions- Section 2: Economicoptimization of power cable size, IDT)2014-05-06发布2014-10-01实施，中华人民共和国工业和信息化部发布JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995目次.前.............................................................................1范围.5确定导体经济截面.......5.1第一类: 系列截面中导体经济电流范围...45.2 第二类:给定负荷的导体经济截面......5附录A (资料性附录)导体经济截面计算示例A.2电缆和供电系 统详细说明......A.3计算经济电流范围 (见5.1)..9A.4导体经济截面方法计算 (见5.2) ........A.5 对整个线路所有线段采用- -种标准导体截面计算A.6 结果汇总..........................附录B (资料性附录)导体平均温度和电阻....15B.1导体平均温度 和电阻估算方法. 15B.2确定导体平均温度 和电阻的公式5B.3 应用于确定经济电流范围(见5.1)B.4 应用于确定导体经济截面(见5.2)17图A.1 系统布置图A.2经济电流范围.........图A.3费用 与导体截面的变化关系..........................................10表A.2经济负荷......表A.3载流量判据.12表A.4各线路段的经济负荷和标准导体截面...........表B.1 数据.. 16IJB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995本部分起草单位:上海电缆研究所、福建南平太阳电缆股份有限公司、特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司、加铝(天津)铝合金产品有限公司、江苏亨通电力电缆有限公司、重庆泰山电缆有限公司、扬州曙光电缆股份有限公司、江苏中超电缆股份有限公司湖南华菱线缆股份有限公司、远东电缆有限公司、浙江万马电缆股份有限公司、上海电缆厂有限公司、安徽欣意电缆有限公司、中天科技海缆有限公司、- 上海华普电缆有限公司。本部分主要起草人:夏俊峰、范德发、胥玉民、胡大伟、马军、张翼翔、梁国华、王柏松、张公卓、刘华军、刘焕新、王怡瑶、田刚、张建民、高庆、徐晓峰。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:-JB/T 10181.6- -2000。IIJB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995电缆载流量计算第32部分:运行条件相关电力电缆截面的经济优化选择1范围JB/T10181的本部分规定了选择导体经济截面的方法，应综合考虑最初的投资以及电缆经济寿命内焦耳损耗的预期成本。本部分内容中不包括维护费用、强迫冷却系统的能量损耗以及按小时用电计价等。该方法应用于一个假定的供电系统的计算实例，可参见附录A。本部分适用于和运行条件相关的电力电缆截面的经济优化。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 60228电缆的导 体(Conductors of insulated cables)IEC 60287-1-1电缆载流量计算 第1-1部分:载流量公式(100%负 荷因数)和损耗的计算般规定(Electric cabls- Calculation of the current rating- Part 1-1: Current rating equations ( 100% laodfactor) and calculation of losses- General)IEC 60287-2-1电缆载流量计算 第2-1 部分:热阻热阻的计算( Electric cabls- Calculation of thecurrent rating- -Part 2-1: Thermal resisitance- Calculation of thermal resistance)IEC 60287-2-2电缆载流量计算 第2 部分:热阻第2 节:自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算(Electric cables- Calculation of the current rating- -Part 2: Thermal resistance-Section 2: A method for calculating reduction factors for groups of cables in free air, protected from solarradiation)IBC 60853 (所有部分)电缆 周期性和紧急负载情况下的载流量计算(Calculation of the cyclic andemergency current rating of cables)3符号与导体截面有关的单位长度费用中的可变部分cu/ (m●mm2)B式(16) 定义的辅助量与敷设条件等有关的单位长度费用中的不变部分cu/mCT电缆系统的总费用cu年供电费用cu/ (W●年)F式(10)定义的辅助量cu/WImax第一年内电缆的最大负荷，即按小时最大平均电流值I()以时间为函数的负荷电流AJB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995电缆长度m在N年经济寿命期内焦耳损耗费用的现值u财务计算包含的时间段，也指“经济寿命”年N每个回路的相导体数类型和负荷值相同的回路数P相应电压等级下1W●h的能源费用cu/ (W.h)电缆线路安装总费用CI2相邻较大-档标准导体截面电缆的安装费用CI相邻较小一档标准导体截面电缆的安装费用xuCI(S)电缆安装费用与截面的函数关系式(8)定义的辅助量R电缆单位长度的交流电阻，包括yp、ys、小2的增加值2/m(yp、y台小石在平均工作温度下可认为是常数，见第4章)相邻较大- -档标准导体截面单位长度电缆的交流电阻A/m相邻较小一档标准导体截面单位长度电缆的交流电阻R(S)导体单位长度的交流电阻与其截面的函数关系0/mS电缆导体的截面mm导体经济截面最大焦耳损耗下工作时间h/年年负荷(Imax) 增加率%年能源费用(P)增加值，不包括通货膨胀因素用于计算现值的折现率，不包括通货膨胀因素式(9)定义的辅助量时间hy邻近效应因数，见IEC 60287-1-1ys集肤效应因数，见IEC 60287-1-1Q20导体材料20"C时的电阻温度系数K导体最高允许工作温度平均环境温度导体平均工作温度金属套损耗因数，见IEC 60287-1-1铠装损耗因数，见IEC 60287-1-1μ负荷损耗因数，见IEC 60853P2o导体20C时的直流电阻率，见5.2Q●m4总费用的计算在电缆经济寿命期，用现值表示的电缆安装和运行总费用按式(1)计算，注意所用的金融量以任意货币单位表示，记作(cu)。 .C.-+.+.............. (1)式中:-电缆线路安装总费用(cu);电缆线路装置自购买日期起计算能量损耗的等值费用，即在N年经济寿命期内焦耳损耗费JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995用的现值(cu)。CJ值的估算损耗的总费用由两部分组成:能源费用和供电损耗的附加费用。a)能源费用第一年内能量损耗=(ZuRIN,N。)r ......式中:第- -年内电缆的最大负荷，单位为安(A)。R-一考虑到集肤效应和邻近效应(y。、 y%)以及金属屏蔽和铠装中损耗(小、2)电缆单位长度的交流电阻，单位为欧每米(Q2/m)。一-电缆长度，单位为米(m)。因为导体的经济截面通常大于按热性条件确定的导体的截面(即用IEC 60287-1-1、IEC 60287-2-1、IEC 60287-2-2和/或IEC 60853确定的尺寸)，故导体温度低于其最高允许值。在缺少更准确资料情况下假定为常数较方便，即R为常数，相应的温度为(00) /3+6%。式中: .θ对应于该 电缆型式导体最高允许工作温度。-平均环境温度;因数3为经验值，参见附录B.注1:如果要求较高的精确度( 例如当日计算不能清楚地确定什么是要选择的导体标称截面，或者最后几年负荷增加明显高于第一-年时)， 则可用上述近似温度所获得的导体截面作为起始计算点，对导体温度要做更精确的估算。注2:附录B给出了用于更精确地估算导体温度和电阻值的方法。然后用导体电阻的修正值再确定经济截面。注3:导体电阻对经济截面的影响很小，故进行一次迭代计算即可。Np--每个回路的相导体数。Nc-类型和负荷值相同的回路数。r一最大焦耳损耗下运行时间 (h/年)， 即与实际变化负荷电流产生的年能量损耗总和相同所要施加的最大电流L的年小时数。τ=。3050,dt。如果已知负荷损耗因数μ,并可假设经济寿命期内为常数，则T-8 760μ。见IEC 60853导出损耗因数的μot一时间， 单位为小时(h)。I(t)-以时间为函数的负荷电流，单位为安(A)。第一年内能量损耗费用为:P- -一相应电压等级下 1 W.h的能源费用，单位为cu每瓦小时[cu/ (W●.h)]。b)供电损耗的附加费用为提供能量损耗所需附加供电的费用为:(r2_RIN,N。)D .................... (4)D-年供电费用， 单位为cu每瓦年[cu/ (W.年)]。因此，第一年能量损耗总费用为:JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995(B.RIN,N。)(TP + ................... (5)如果费用在该年年底支付，则装置购买日期的费用现值为:(LRIN,N)(TP+ D)......................... (6)1+i/100式中: .i一折现率， 不包括通货膨胀因素，%。相似地，在N年运行期内折算到购买日期的费用现值为:(ImRINpN])(TP + D)QCJ=式中:0计及负荷增加在N年内能量费用的增加和折现率的系数。一(1+a/100)-(1 +b/100) ........每年的负荷增加，%;b一年能源费用 (P)的增加，不包括通货膨胀因素，%。需要计及不同导体截面的系列计算时，可把导体电流和电阻之外所有参数都用一个系数F来表示: .Q则总费用为:CT=CI+Imx RIF5确定导体经济截面5.1第一 类: .系列截面中导体经济电流范围在给定的安装条件下，所有导体截面都有一一个经济电流范围。给定导体截面的经济电流上下限可由下式求得:下限:_ CI-CT(12)mx= VF(R-R)上限Imx=,| CI2-CI- .......................... (13)I Fl(R-R)JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995式中:CI一所指 导体截面电缆的安装费用，单位为cu;CI一 相邻较小-档标准导体截面电缆的安装费用，单位为cu;I2- 相邻较大一档标准导体截面电缆的安装费用，单位为cu;R-一-所指导 体截面电缆单位长度的交流电阻，单位为欧每米(Q2/m);相邻较小一档标准导体截面单位长度电缆的交流电阻，单位为欧每米(9/m);R2-相邻较大一档标准 导体截面单位长度电缆的交流电阻，单位为欧每米(S2/m)。注1:每个导体截面的经济电流上限及下限可列成表，用于选择特定负荷下导体最经济截面。注2:一个导体截面的经济电流上限是相邻较大- - 档截面经济电流的下限。5.2第二类: 给定负荷的导体经济截面5.2.1一般公式经济截面一般公式是使总费用函数为最小的截面，即:CT(S)=CI(S)+ 1r.x R(S)IF .....C(S)、R(S)-- 导体截面 S的函数，见5.2.2。CI(S)和导体截面之间的关系式可从标准截面的已知价格中导出。通常如果在限定的导体截面范围内可合理地拟合出价格线性关系，则应采用。考虑到所选定的经济寿命期间假定的财务参数可能有些不确定的因素，因而计算的结果会有很小的误差。R(S)为截面的函数。根据IEC 60287-1-1, R(S)由式 (15)给出:BP2o[1+a2o(0 -20)B-式 (16)中的辅助量，假定导体经济截面为某- -可能值，由IEC 60287-1-1计算此值;03-一 -20C时导体的直流电阻率，单位为欧米(Q●m);注:导体经济截面不大可能等同于导体标准截面，所以需要提供导体截面与电阻之间的连续关系式。通过所设定的各种材料的电阻率就可求得。P2o 推荐值:铜为18.35X109、 铝为30.3X109.该值并非材料实际值，而是折中值，以便能直接从标称截面而不是实际截面来计算导体电阻。020-导体材料20'C时的电阻温度系数，单位为每开(K-");0--导体平均工作温度 [见式(2)中R的定义解释]，单位为摄氏度(C);-电缆导体的截面，单位为平方毫米(mm?);Ys\ yp集肤效应和邻近效应系数，见IEC 60287-1-1;不石-一金属套和铠装损耗因数，见IEC 60287-1-1.5.2.2电缆费用的线性化函数若线性模式适合所考虑的电缆型式和安装的原始费用，则:CI(S)=l(AS+C) ....(17)H电缆长度，单位为米(m);JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995A- -与 导体截面有关的单位长度费用中的可变部分，单位为cu每米平方毫米[cu/ (m●mm?)];C---与导 体截面无关的单位长度费用中的不变部分，单位为cu每米(cu/m)。可从式(14)中对s求导，并使其等于零而求得最经济截面Sec (mm2):Se =1000x|I2xFP2oB[1+a2a(O -20)]A注1:当经济截面未知时，需要假定某-可能的电缆截面，以便能够计算小yp 和不石的合理数值，如果经济截面相差太大，需要重复计算。注2:式(17)中费用的不变部分C,不影响计算经济截面ScoSc不大可能恰好等于标准截面(见IEC 60228),因此需要计算相邻的较大与较小标准截面的费用，再选择最经济截面。5.2.3介质损耗某些型式电缆的介质损耗会很显著(见IEC 60287-1-1中表3)。当选择这种电缆最经济导体尺寸时应考虑介质损耗。用IEC 60287-1-1中的公式计算介质损耗。对于给定电压等级和绝缘厚度,导体尺寸的增加导致电缆电容的增加,结果与电压有关的损耗增加。因此，在分析中包含介质损耗时，与电流引起的损耗相反，要降低介质损耗趋向于减小导体直径。当考虑介质损耗时费用CI、CI和CI2将包括经济寿命期内的总介质损耗。因为包括介质损耗影响的导体最佳截面的计算式很复杂，可采用以下方法:首先，不考虑介质损耗从式(18)求得导体经济截面，然后，计算该费用和包含介质损耗费用的两个相邻较小的标准截面，选取其中最经济截面。JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995附录A(资料性附录)导体经济截面计算示例A.1概述以输送相同负荷、沿线间距相等的10条电缆线路计算为例，其情况如下:第一类问题的应用(见5.1), 计算经济电流范围，确定相邻负荷间电缆截面;第二类问题的应用(见5.2)， 计算导体经济截面，确定相邻负荷间电缆截面;-整条线路使用一一种截面电缆时，采用上述两类方法，确定电缆最经济截面。A.6中汇总的结果表明，要节省费用需按减少总费用来选择导体截面而不是按最小的初始投资选择导体截面。A.2电缆和供 电系统详细说明A.2.1负荷和线路数据从150 kV/10 kV配电站采用沿线路间距相等的电缆线路向10个10 kV/0.4 kV的变电所送电，要确定10kV电缆截面(见图A.1) (仅有- -条三相回路，故N=1且N=3)。电缆1电缆2电缆9电缆10(160A)(144A)-- [(16A)变电站1变电站2变电站8变电站9变电站10图A.1系统布置变电所之间电缆长是500 m。这条线路上每个变电所第一年小时平均最大电流Imax是:配电站电流A160214412每个配电站依次减少16A3101对所有周期负荷因数M=1.11 (见IEC 60853)，假定电缆在经济寿命期该因数为常数。对每一线路段均按下列判据选择电缆截面:7JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995a)初期费用加上电缆经济寿命期间焦耳损耗的现值的总和为最少;b)电缆经济寿命期间的最后- -年的 负荷所要求的载流量，本例所要求的载流量是最大负荷的0.9倍，即最大负荷除以周期负荷因数1.11;c)本例没有考虑其他因数，如短路电流和电压降，但可按IEC 60287-3-2引言中0.3处理。A.2.2经济数据 .项目符号数据单位经济寿命3(年最大焦耳损耗下工作时间(数值2 250包括有效的或2 250h/年日周期负荷时间)10kV第-年末焦耳损耗价格60.9X10-6cu/(W●h)损耗的附加增容费D0.003cu/ (W●h)单位长度电缆费用和安装费，见表A.1cu/m本例中取决于导体截面的那部分安装费用系数A0.1133 .cu/ (m °mm2)年负荷(Imx) 增加率0.5%年能源费用(P) 增加率年折现率5.0A.2.3电缆数据对本示例以假设6/10 kV三芯电缆做计算。其40"C和80C时导体交流电阻见表A.1的第2栏和第3栏，其详细的财经数据见第4栏~第6栏。土壤环境温度20°C时，在允许最高导体温度80°C下稳态运行载流量见A.3.3。表A.1电缆资料电缆截面.每相电阻Qkm初期费用cu/mmm240°C80°C电缆费用敷设费用总和21.2981.49110.62，17.2327.8530.9391.07911.6517.3328.985(0.6940.79813.1917.4930.68700.4810.55315.2417.7132.9590.3480.40017.8117.9735.781200.2770.31820.3718.2438.611500.2260.25923.4518.55542.001850.1810.20827.0418.92 .45.962400.1400.16132.6919.5152.203000.1140.13138.8520.1458.994000.0910.10449.1121.2070.31辅助量的计算见式(A.1) ~式(A.3):r(1+ 0.5/100)32 x(1+ 2/100): 0.98117................ (A.1)1+5/1001- 0.981 230Q=-..... (A.2) .1-0.9812JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995口3x1x(2 250x 60.9x106 + 0.003)x 23.08(A.3)1+ 5/100A.3计算经济电流范围 (见5.1)A.3.1一种规格的经济 电流范围计算作为示例使用式(A.4) 和式(A.5) 求240 mm2导体的经济电流范围。500x (52.20- 45.96)x103Im的下限=| 9.234 1x 500x (0.181-0.140)A=128 A .......... (A.4)Im的上限=500x (58.99- 52.20)x 10A=168 A .............. (A.5)V9.2341x 500x(0.140-0.114)当按本例假定的安装条件，能相似地计算出一-定 范围的标准导体截面的电流上限时，由于给定导体电流的下限也就是相邻小一档导体截面的上限，该计算出可表示的电流的范围如下:标称截面mm2电流范围A25193592750347048)556120615098185128240168300231400第一年期间最大负荷与三个导体截面电缆单位长度的总费用之间的关系如图A.2所示。可以看出，每一电缆在截面电流范围内存在使安装费用最经济的电流。当负荷确定时，导体截面变化对总费用的影响如图A.3所示。这里仍保持本例电缆和经济参数，但假设固定负荷Imx为100A。可以看出，在最经济截面区域内，电缆截面的选择对总费用不会有很大影响，但是与那些按热性选择的截面相比，费用的减少是非常明显的。A.3.2对每个线路段导体经济截面的选择根据上述A.3.1中经济电流范围对电缆线路每段按第- -年各 自的Imx值可选择合适的导体截面。表A.2中给出了每段选择的导体截面和按式(11) 计算的费用。计算费用的-一个典型示例如下:第一线路段，Imx为160A.从A.3.1中选择导体经济截面为240 mm',其经济电流范围在128A~ 168 A. .JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 199590-80-70-截面大小mm260的150-一 2405080140电流A图A.2经济电流范围16140-120-100- 按经济截面60- 面253550 7095， 120 150240100200300图A.3费用与导体截面的变 化关系CT= (52.2x 500) + 1602 x(0.140/1 000)x 500x9.2341 cu=(26 100 + 16 548) cu=42 648 cu线路各段的费用汇总于表A.2。10JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995表A.2经济负荷项目136780总和负荷Imx A16014412811296448-电缆截面mm2240 24018515012095705025载流量A3823282552114703各线路段费用和总费用电缆cu16345 | 16345 13520 | 13520 11725| 10185 8905 7620 6595 5310| 110 070 |敷设cu9755 9 7559460 9 4609275| 9120| 8985| 8855 8 745 8615 92 025CI cu26100 26 10022980 22980 21000 19305| 17890 | 16475 15340 13 925 202 095 |CJ cu16548 13403 13692 10483| 9616 8185| 6581| 5117 3281 1534 88 440CT cu42648 39503 | 3667233463 30616 21490 24471 21 592| 18621 35 459 290 535从表A.2中看到，基于经济考虑对于运行30年的电缆线路的总费用为290 535 cu。A.3.3根据最大负荷确定的导体截面按热性额定值选择选择各线路段的电缆截面以能在经济寿命的最后- -年 传输预计的最大负荷，且不超过最大允许导体温度。对第一线路段:Imx (第一年)=160A后一年最大电流=160X[1+ (0.5/100) ]30-1A=160X1.155 6A=185A最后一年要求的载流量(100%负荷因数) I不小于:185/1.11 A≈167A .式中的1.11是A.21b)中设定的周期负荷因数。从下面载流量(按IEC 60287-1-1 和IEC 60287-2-1 方法)计算这种电缆埋地敷设载流量得出要求导体截面积为70 mm2。标称截面mm235507095120150185240300400103125147181212552881328382429482为了对按经济选择导体截面所计算的损耗和财经数字进行公正的比较，必须假设一个合适的用以计算损耗的导体温度。对经济截面选择而言，假设导体温度约为40C (见第4章)，建议对于按热性选择的比较合适的导体温度是最大允许值80C.80"C时导体电阻见表A.1。30年内第一-区段的总费用由式(11)得到:.CT =(32.95 x 50)+[1602 <5531000)*500*9.23041]) cu=(16475+ 65363) cu=81838 cu与A.3.2中估算导体经济截面时的该线路段费用相比，节省的费用为:(81 838- -42 648) X 100/81 838=48%根据热性最大载流量计算方法对整条线路做类似计算见表A.3.对于10个线路段费用总节省为: :(547 864- -290 535) X 100/547 864=47%11JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995表A.3载流量判据项目146890总和负荷Imx A16014412811230644832电缆Lend A185166148129111)2745537Ies/.1116715033117100537电缆截面mm270503:252:-载流量A181147125103各线路段费用和总费用电缆cu7620 7620 6 5955825 5310 5 3105310| 5310 5310 5310| 59 520敷设cu8855 8855 8745 8665 8615| 8615| 8615| 8615| 8615| 8615| 86 810CI a16475 16475| 15340 14490 13925| 13925 13925| 13925 13925 13 925146 330 ICJ cu65363 52944 | 60365 62492| 63443| 44058 28197| 15861| 7049| 1 762401 534CT cu81 838 69419| 75705| 76982| 77 368| 57983| 42122| 29786| 20974 15 687 547 864A.4导体经济截面方法计算 (见5.2)以第一线路段为例:Imax=160AP2-=30.3X109s.m (见5.2.1)020=0.004 03K-'B=1.023 (假定185 mm2为导体最经济截面的初值)4=0.113 3 cu/m●mm2 (安装费用中可变部分的系数见5.2.2)F=9.234 1 cu/W0m= [(80- -20) /3+20] C=40C1602 x9.234 1x30.3x 10-9 x1.023x[1 + 0.004 03x(40 - 20)]S。=1000xmm20.1133= 264 mm2因此，可选择导体截面为240 mm2或300 mm'.初选导体截面185 mm2时估算的B值现在可进行修正。对于300 mm2导体，用B=1.057重新计算得出Sec 值为269 mm2,此值也在240 mm2和300 mm2范围内。采用式(11)计算可能采用的各导体截面的总费用:CT240 =| 52.2x 500+ 1602 x(0.140/1 000)x 500x9.2341] cu=(26 100+16548) cu=42648cuCT300 =| 58.99x 500+ 1602 x(0.114/1 000)x 500x9.2341 cu= (29 495 +13474) cu=42 969 cu因此导体240 mm为更经济截面。以相似方法计算出其他线路段截面和费用。这些值与A.3.1 和A.3.2中用以前方法求得的值完全一致，且截面和费用汇总与表A.2给出的值相同。2JB/T 10181.32- -2014/TEC 60287-3-2: 1995A.5 对整个线路所有线段采用一种标准导体截面计算A.5.1经济电流范围法首先要设定可能的导体截面。对各线路段用该尺寸依据式(11)计算出总费用，为了确认假定截面是最经济的，对该假定截面相邻较大-档及较小- -档截面所用总费用进行计算。本例假定导体截面185mm2为最佳选择。对所有线路段用185 mm,然后计算150 mm2和240 mm2的费用，并列于表A.4中。表A.4各线路段的经济负荷和标准导体截面标准截面: 150 mm2项目24570总和负荷Imax A16014412811296806448326电缆截面mm250150载流量A28181各线路段费用和总费用电缆cu11725 | 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 11725 117250 |敷设cu9275927592759275|92759275|9275|9275|9275|927592750CI cu21000 21000 21000 21000 | 21000 21000 21000 | 21000 21 000 21 0000 210 000CJ cu26712 21637 17096 | 13089 9616| 6678| 4274 2404 1068 267 102 841CT cu47712 42637 38 096| 34089 30616 27678 25274 23 404| 22 068 21 267 312 841标准截面: 185 mm?8负荷Imxx A6094:l6电缆截面mm2 185185185 185283281352013520135201352013520 I 13520 13520 13520 I 13520 13 520 135 200敷设c9460 9460| 9460 9 4609460 9460 9460 9460 9460 9460| 94 60022980 I 22980 22980 22 98022 98022 98022 98022 980| 22 980| 22 980 229 800213931732913692104837702534834231925 856 214 82 365443734030936672 33463 30682 28328 26 403 24905 | 23836 23 194 312165 |标准截面: 240 mm21负荷Imx A144 .电缆截面mm? 24024038216345 I 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 16345 163 450敷设c19755T97559755975597s59755[97559755975597559755026100 26100 | 26100| 26100 26100 26100 26100 26100 26100 26 100 261 00016548 13403| 10590 8108 5957 4137 2648 148966216563 70426483950336690 3420832057 30237 28748 27589 26 762 26 265 324 70713JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995总费用为:150 mm2312 841 cu .185 mm2312 166 cu240 mm2324 707 cu上述费用表明，为了标准化起见，只有一 -种 导体截面可用，185 mm2是最佳经济的选择。在此也可看出图A.3.1和图A.3中所示的导体尺寸的变化对总费用改变的影响很小。A.5.2导体经济截面法虽然只选用一种导体截面，但每个线路段的电流是不同的。因此必须计算平均损耗(各段假定在相同温度下运行，因而导体电阻相同)。平均损耗_ 500x1602 + 500x 1442 +...+ 500x162最大损耗10x 500x 1602= 0.385根据式(18)采用185mm2导体的B值Sec =1000x1602 x 1.023x30.3x10-9 x[1 + 0.004 03(40- 20)]x 9.2341x0385- mm20.1133=164 mm2因此可证明150 mm2或185 mm2导体截面是最经济的。上述每种导体规格的总费用为:CTiso =| 42.00 500x10+ 1602 x(0.226/1 000)x 500x 10x 9.234 1x0.385] c=(210 000+102 843) cu=312 843 cuCT8s=[45.96x 500x10+ 1602 x(0.181/1 00)0 500x 10x9.2341x0.385] cu= (229 800+82365) cu .=312165 cu因此，如果整个线路只选用一种导体截面，则可确认185 mm2是最经济的导体截面。.显然，与表A.3所选用的截面相比，在热性方面，185 mm2 导体适用于在30年运行结束时传输最大负荷。A.6结果汇总对A.2中所述的电缆和条件进行计算的结果汇总如下:费用汇总CTC总和费用计算的基础cu(%)各线路段采用以热性考虑的载流量146 330401 534547 864100各线路段采用经济截面202 09588 440290 535整条线路段采用同一种标准截面185 mm2作为经济截面229 80082 365312 1655714JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995附录B(资料性附录)导体平均温度和电阻B.1导体平均温度和电阻估算方法假定在电缆寿命期间导体电阻值不变是更为方便的，并且通常有足够的精确度。第4章给出了估算导体工作温度及其电阻的简易公式。这是基于典型的计算的结果。即在经济寿命期间，导体经济截面的平均工作温升只是其最高允许载流量产生的温升的三分之一左右。本附录的示例中，使用这种估算方法对导体截面和总费用的误差不大于2%，然而，当综合考虑安装费用、损耗费用和在经济寿命期最后-年负荷增加导致导体温度接近于最高允许值,此时就可能产生较大误差。通常仅在临界的情况下较精确的电阻值影响经济截面的选择,有些情况下需要较精确的能量损耗费用数据，并且允许做些外加的计算工作。如果对特定情况要求很高的精确度,用第4章推荐的简易温度计算法求得导体截面或经济电流范围作为初算点，可计算出精确的导体温度和电阻值。B.2确定导体平均温度和电阻的公式由下式求得经济寿命期间第- -年和最后一-年期间的 导体平均工作温度:8:+0_ β+0. .................... (B.1)22 1-r1-gy)式中:;--第一年的导体温度，单位为摄氏度("C);θ一最后一年的导体温度， 单位为摄氏度(°C);平均环境温度，单位为摄氏度("C);导体材料电阻温度系数的倒数，单位为开(K)。对于铝，β=228;对于铜，β=234.4。 .(_丫(θ-6I,儿β+θ-第一年的负荷电流值，单位为安(A);I-用IEC 60287-1-1和IEC 60287-2-1计算的最大允许温升( 0-0)下的载流量，单位为安(A);θ一- 导体最高允许温度，单位为摄氏度("C);(1+a/100) 20V-1);-年负荷(Imax) 增加率，%;N-经济寿命， 单位为年。经济寿命第一-年和最后- -年 期间的平均导体电阻由下式求出:5JB/T 10181.32- 2014/IEC 60287-3-2: 1995>(300)=! 168丫， 80-20= 0.024 27................ (B.7)( 476)228+ 80gr(300) =1.335 5x0.02427 = 0.032 41然后:0.1053 228 +20、1R(300)=s/km= 0.1084 S/km2228 + 20^ 1 - 0.02427 1-0.03241因此修正后的电流上限值是:500x (58.99 - 52.20)x1 000[(2)=V9.234 1x 500x (0.1344- 0.108 4)A=168.......... (B.8)与初始计算值168 A的差别在数字修约所致的误差范围之内,且因为两个导体温度按同一-量进行了修正，不影响对电缆第一线路段按最大负荷160 A选择240 mm2.对下限也可以上述相似方法计算。初始计算的总费用CT为42648cu(见A.3.2),现在可根据240mm?导体修正的电阻值计算出费用。在最大负荷电流值Imx=160A时，其辅助量是:y(240) =(16880-20i424)x228+80gr(240) = 1.3355x 0.027 74= 0.037 05从而:0.1296 228+ 20R (240)=Q/ km =0.1339 Q/km228+ 20 i -0.02774” 1- 0.037 05CT=| 52.2x500+ 1602 >0.1339x9.2341x500 cu1 000= (26 100+15827) cu=41927 cu当与本例中按简易方法求得费用42 648 cu相比时可见减少值小于2%。B.4应用于 确定导体经济截面(见5.2)本说明中使用数值取自A.4中的示例。在A.4的示例中，交流电阻因数B修正后，表明最经济截面为269 mm?.该值更接近于标准截面240 mm2而不是300 mm'.现在导体电阻修正后对该截面重新计算。B.3 已经给出240 mm2导体有关数据负载电流是160 A.y(240)=168)80-20= 0.027 74 ................ (B.10)424 )228 + 80g>(240) =1.3355x0.027 74= 0.037 0517JB/T 10181.32- -2014/EC 60287-3-2: 199530.3x10-9 228 + 20.P(240)=n.m2228 + 201-0.02774 + 1-0.037 05 )=30.3x10-9x1.0335 0.mB.11)=31.32x109 2.m则最经济截面:S。=1000x1602 x9.2341x31.32x10-9x1.057 .mm0.1133= 263 mm2这种微小的变化使Scc稍接近于标准截面240 mm2。240 mm2导体电缆总费用与B.3中计算值相同。经济寿命期内，240 mm2导体平均工作温度是:228+201日=2 (1- 0.02774 1- 0.037 05-228 C= 28.3 °C .......... (B.13)版权专有侵权必究书号: 15111 ●11787JB/T 10181. 32- 2014定价:24.00元打印日期: 2015年10月15日 F009中华人民共和国机械行业标准电缆载流量计算第32部分:运行条件相关电力电缆截面的经济优化选择JB/T 10181.32- -2014/IEC 60287-3-2: 1995机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号邮政编码: 100037210mmX297mm. 1.5 印张●44千字2015年7月第1版第1次印刷定价: 24.00 元书号: 15111. 11787网址: http: /www.cmpbook.com编辑部电话: (010) 88379778直销中心电话: (010) 88379693封面无防伪标均为盗版版权专有侵权必究