JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择

标准中涉及的相关检测项目

针对标准《JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择》，以下是相关检测项目、检测方法以及涉及产品的概述。在文本中合理添加HTML标签以方便阅读。 ### 相关检测项目：

标准中主要围绕电力电缆截面的具体经济优化选择展开，以下为标准可能涉及的检测项目：

• 电缆的载流量计算
• 电缆运行环境温度测量
• 管道或直接埋设条件下的热阻系数测定
• 电缆表面温升测试
• 电缆长期负荷能力评估
• 电缆损耗分析（电压损耗及功率损耗）
• 电缆经济使用寿命分析

### 检测方法：

为确保检测项目的准确性，标准中可能推荐以下方法：

• 热阻检测法： 使用热敏电阻、红外热像仪测量电缆载流过程中产生的热阻。
• 发热实验： 通过模拟电缆实际运行负荷条件，观测电缆表面温升。
• 电气性能测试： 测量电压降、电缆电阻及电缆损耗等参数，使用直流电阻仪和高精度测量仪器。
• 运行条件评估： 模拟不同环境温度、敷设方式条件，记录载流量和损耗变化趋势。
• 寿命试验： 长期负荷试验法，综合考虑电缆长期运行后的老化和低效率因素。

### 涉及产品：

标准主要适用于如下电力电缆产品：

• 高压电力电缆（如110kV及以下等级）
• 中压电力电缆（如35kV到10kV等级）
• 低压电力电缆（如1kV和以下等级）
• 铠装电缆
• 交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆
• 铜芯和铝芯电力电缆

以上为针对该标准的主要解读和总结，具体检测内容和方法需结合详细标准文本或实际检测要求加以明确。

JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择的基本信息

标准名：电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择

标准号：JB/T 10181.6-2000

标准类别：机械行业标准(JB)

发布日期：2000-04-24

实施日期：2000-01-10

标准状态：现行

JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择的简介

本标准规定了选择导体经济截面的方法。JB/T10181.6-2000电缆载流量计算第3部分:有关运行条件的各节第2节:电力电缆截面的经济优化选择JB/T10181.6-2000

JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择的部分内容

中华人民共和国机械行业标准

电缆载流量的计算

第3部分：运行条件的各节

第2节：电力电缆截面的经济优化选择Calculation of the current rating of electric cablesPart 3: Sections on operating conditionsSection 2: Economic optimization of power cable sizeJB/T10181.6-2000

idtIEC60287-3-2:1995

本标准阐述了选择导体经济截面的方法，此时应考虑最初的投资和在电缆经济寿命内焦耳损耗的预期值。

注：本标准推荐的方法不适用于系统电压等于或大于下列值下工作的电缆（见JB/T10181.1）电缆类型

浸渍纸绝缘电缆：

粘性浸渍纸

充油和充气

其他类型绝缘电缆：

乙丙橡胶（EPR）

聚氮乙烯（PVC）

聚乙烯（PE）（HD和LD）

交联聚乙烯（XLPE）（非填充型）交联聚乙烯（XLPE）（填充型）系统电压U。（kV）2)

诸如维修保养，强追冷却系统能量损耗和按小时用电计价等事项不包括在本标准内，2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使月下列标准最新版本的可能性。GB/T3956--1997

JB/T 8996--1999

JB/T 10181.1--2000

JB/T10181.3—2000

采用说明：

电缆的导体

高压电缆选择导则

电缆载流量计算第1部分：载流量公式（100%负荷因数）和损耗的计算第1节：一般规定

电缆载流量计算第2部分：热阻第1节：热阻的计算1）由于IEC60287--3-2修正件中已补充介质损耗对选择经济优化截面的影响，原注删除。2)电压值与JB/T8996相一致。

国家机械工业局2000-04-24批准2000-10-01实施

IEC60853

3符号

JB/T 10181.6-2000

电缆周期性和紧急性载流最的计算、，与导体截面相关的单位长度费用中可变部分式（16）定义的辅助量

与敷设条件等相关的单位长度费用中不变部分电缆系统的总费用

年供电费用

式（10）定义的辅助量

第一年的最大负荷即按小时最大平均电流值I(t)

作为时间函数的负荷

电缆长度

在N年期间内焦耳损耗费用的现值财务计算包含的时间段，也指“经济寿命”每回路的相导体数

类型和负荷相同的回路数

在相应电压极下1W·h的能源费用所指电缆线路的安装费用

相邻较大一档标准导体截面的安装费用相邻较小一档标准导体截面的安装费用电缆安装费用与截面的函数关系式（8）定义的辅助量

电缆单位长度的交流电阻，包括yp，y，入，，入2的增加值（平均工作温度下可认为是常数，见第4章）相邻较大一档标准导体截面的单位长度的交流电阻相邻较小一档标准导体面的单位长度的交流电阻导体单位长度的交流电阻与其截面的函数关系电缆导体的截面

导体经济截面

最大焦耳损耗下工作时间

在Imx时的年增加值

P的年增加值，不包括通货膨胀因素用于计算现值的折现率

式（9）定义的辅助量

邻近效应系数，见JB/T10181.1

集肤效应系数，见JB/T10181.1

cu/m·mm*

cu/W·年

cu/W·h

20℃时导体电阻温度系数

导体最大允许工作温度

环境温度平均值

导体平均工作温度

JB/T10181.6—2000

金属套损耗因数，见JB/T10181.1铠装损耗因数，见JB/T10181.1

负荷损耗因数，见IEC60853

20℃时导体电阻率，见5.2

4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下式计算，注意所用的金融量以任意货币单位表示，记作（cu）。

CT=CI+CJ（eu）

式中：CI—电缆线路安装总费用（cu)：(1）

CJ电缆线路装置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，焦耳损耗的现值（cu)。

C值的估算

损耗的总费用由二部分组成：a）能源费用和b）供电损耗的附加费用。a）能源费用

第年内能量损耗=（Im2RLN,N）T式中：Imar-第一年内电缆的最大负荷（A)：

L—电缆长度（m);

(W·h)

R-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（，）导体单位长度的交流电阻（2/m）。

因为导体的经济截面道常大于按热性条件确定的导体的截面（即：用JB/T10181.1，JB/T10181:3和/（或）IEC60853确定的尺寸，故导体温度低于其最高允许值。在缺少更正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（8—0。）/3+0，。式中：0—对应于该电缆型式导体最高额定温度：0。平均环境温度。因数3为经验值，见附录B。注：如果要求较高的精确度（例如当计算不能清楚地确定什么是要选择的导体标称截面时，或者最后几年负荷增加明显地商于第一年），则可用上述近似温度所获得的导体裁面作为起始计算点，对导体温度要作更精确的估算。

附录B给出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。导体电阻对经济截面的影响很小，故进行一次的选代计算即可，N,--每个回路的相导体数；;

N类型和负荷值相同的回路数：

T—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95

加的最大电流Imax的年小时数。JB/T1018116-2000

8760 1(t)2

如果已知负荷损耗因数Ⅱ，并可假设经济寿命期内为常数，则：T=μx8760

见IEC60853导出损耗因数的μ。时间，h；

I（t）以时间为函数的负荷电流，A。第一年内能量损耗费用为：

= (Im2XRXLXN,XN,) XTXP

一相应电压等级下每瓦特一小时的能量费用，cu/W·h。式中：P

b）附加的供电费用

为提供能量损耗所需附加供电的费用为：=(ImXRXLXN,XN) XD

式中：D-每年所需附加费用，cu/W·年。因此，第一年能量损耗总费用为：（cu/年）

= (Ima2XRXLXN,XN)× (TXP+D)

如果费用在该年年底支付，则装置购买的日期费用的现值为：(Imax×R×L×N,×N,)x(T×P+D)1+i/100

式中：i

不包括通货膨胀影响的折现率，%。相似地在N年运行期内折算到购买日期的费用现值为：(Imax -R.L.N,N.)(T.P+ D).Q

1+i/100

(cu）

(cu）

式中：O-计及负荷增加在N年内能量费用的增加和折现率的系数为：1-

r=(1+ a /100 )*(1 + b /100 )1+/100

式中：a

一每年的负荷增加，%；

b一不包括通货胀每年能源费用的增加，%。(3)

· (9)

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表示：F=N,·N,·(T· P+D).

则总费用为：

1+i/100

CT=CI+Ima2×RXLXF

5确定导体经济截面

5.1第一方法：系列截面中每个导体经济电流范围96

(cu/w)

JB/r10181.6-2000

对给定的安装条件下所有导体截面都有一个经济电流范围，给定导体截面的经济电流上下限可由下式求得：

最大电流的下限：

CI-CI,

F.1(R, - R)

最大电流的上限：

cI, cr

NF.1.(R-R,)

式中：CI所指导体截面电缆的安装费用，cu;R-一所指导体截面电缆的单位长度的交流电阻，/mCI,一一相邻较小一档导体标准截面电缆安装费用，cu:Cl一相邻较大一档导体标准截面电缆安装费用，cu;(A)

R,—相邻较小一档导体标准截面单位长度电缆的交流电阻，α/m;R，-相邻较大一档导体标准截面单位长度电缆的交流电阻，2/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。2一个导体截面的经济电流上限是相邻较大一档截面经济电流的下限。5.2第二方法：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值的截面，即：CT (s)=CI (s)+Im2XR (s)XLXF(cu)式中：CI（s），R（s）——表示为导体截面S的函数，见5.2.2。（12）

·（13)

（14)

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国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）表达为截面的函数。对于铝绞线可按JB/T10181.1求得：R (s)=B· P2ol1+α20(8.-20)] ×10° (2/m)..S

B=(1ty,ty,)(1+^ + α2)

式中：P20导体直流电阻率（α·m);(15)

（16)

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电阻率就可求得。P2推荐值；铜为18.35×10-9、铝为30.3×10~9，该值并非材料实际值，而是折衰值，以便能直接从标称截面而不是从实际截面来计算导体电阻。J，yp—集肤效应和邻近效应系数，见JB/T10181.1^^z—金属套和铠装损耗因数，见JB/T10181.1；-实际导体材料20℃时电阻温度系数，1/K；a20

0一导体温度见公式（2）中R的定义解释，℃：B一式（16）中辅助量，假定导体截面为某一可能值，由JB/T10181.1计算此值：97

一电缆导体截面（mm）。

S-对电缆费用的线性费用函数

JB/T 10181.6-2000

5.2.2若线性模式可适合所考虑的电缆型式和安装的原始费用，则：CI (s)=LX (AXS+C)

式中：A——与导体截面有关的费用可变部分，cu/m·mm2；C—与导体截面无关的费用不变部分，cu/m：L—电缆长度，（m)。

可从式（14）中对S求导，并使其等于零而求得最优截面S（mm2）：Ss=1000x

[Imax × F × P20 ×B×[1 + α20 ×(0m - 20]A

（18)

1当经济截面未知时，需要假定某一可能的电缆截面，以便能够计算」's，和入，人，的舍理数值，如果经济截面相差太大，需要重复计算。

2式（17）中费用的不变部分C，不影响计算经济截面SscSc不大可能恰好等于标准截面（见GB/T3956)，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JB/T10181.1一2000的表3）。当选择这种电缆最经济导体尺寸时应考忠介质损耗，用JB/T10181.1中公式计算介质损耗。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CI将包括经济寿命期内总介质损耗。因为包括介质损耗影响的导体最佳截面的计算式很复杂，将采用以下方法。首先不考忠介质损耗从式（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。

A1概述

JB/T10181.6-2000

附录A

（提示的附录）

导体经济截面计算示例

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：a）采用第一个方法（见5.1）一一经济电流范围法，以确定相邻负荷间电缆截面：b）采用第二个方法（见5.2）一一导体经济截面方法，以确定相邻负荷间电缆截面：c）对于整条线路使用一种截面电缆时一一采用上述两种方法，确定电缆最经济截面。A6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。

A2电缆和供电系统详细说明

负荷和线路数据

从150kV/10kV配电站采用沿线路间距相等的电缆线路向10个10kV/0.4kV的变电所送电，要确定10kV电缆截面（见图A1）。（仅是一条三相回路，故N,=1N=3)。变电所之间电缆长是500m。

这条线路上每个变电所第一年小时平均最大电流Im是：配电站

电流（A）

每个配电站依次减少16A

对所有周期负荷因数M=1.11（见853）。即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：a）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一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）本例没有考忠其它因数，如经受的短路和压降，但可按本标准的IEC引言中相应IEC60287一3一2的第3条中说明处理。

财经数据

经济寿命

最大损耗下运行时间（数值2250包括有效的或日周期负荷时间）

10kV第年末焦耳损耗价格

供损耗的附加增容费

单位长度电缆费用和安装费，见表A1JB/T10181.6-2000

本例中取决于导体截面的那部分安装费用系数年负荷增长率

年能源费用（kW-h的价格）增加率年折现率

电缆数据：

60.9×10-6

cu/W·h

cuW·年

cu/m·mm2

对本示例以假设6/10kV三芯电缆作计算。其40℃和80℃时导体交流电阻见表A1的（2）和（3）栏，其详细的财经数据见（4）～（6）栏。土壤环境温度20℃时，在允许最高导体温度80℃下稳态运行载流量见A3.3。

辅助量的计算

+0.5/10) ×(+2/10) = 0.9117

1+5/100

Q=1-0.981230

3×1×(2250 × 60.9 ×10° + 0.003)×23.08众

1+5/100

A3经济电流范围法计算（见5.1）A3.1一种截面的经济电流范围的计第作为示例使用式（12）和式（13）求240mm2导体的经济电流范围。I的下限=

I的上限=

500 × (52.20 - 45.96)×103

-1/2=128(A)

9.2341×500×(0.181-0.140)

500 × (58.99 - 52.20)×103

-/2 =168(A)

9.2341× 500 × (0.140 -0.114)(式(9))

(式(8))

(式(10))

（式12)

(式13）

当按本例假定安装条件，能相似地计算出一定范围的标准导体截面的电流上限，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，该计算值可表示为电流的范围如下表所示：导体截裁面25~400mm2的电缆经济电流范围mm?

标称截面

流范围（A）

JB/T10181.6—2000

第年期间最大负荷与三个导体截面电缆的单位长度的总费用之间的关系见图A2。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见图A3。这里仍保持本例电缆和财经参数，但假设固定负荷1ma为100A。可以君出，在最经济截面区域内，电缆截面的选择对总费用不会有很火影响，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。A3.2对每个线路段导体经济截面的选择根据上述A3.1中经济电流范围表对电缆线路每段按第一年各自的1mar值可选择合适的导体截面。表A2中给出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，Imgr为1160A。

从A3.1中选择导体经济截面为240mm2，其经济电流范围在128~168A。CT=（52.2×500）+[1602×(0.140/1000)×500×9.2341]=26100+16548

=42648(cu)

线路各段的费用汇总于表A2。

从表A2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290535（cu）。A3.3根据最大负荷确定的导体截面一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一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：

Imar（第一年）

在后一年最大电流

=160（A)

=160×[1+(0.5/100)j30-

=160×1.1556

=185 (A)

最后一年要求的载流量（100%负荷因数）1不小于：185/1.11=167

式中的1.11是第A2b)中设定的周期负荷因数。(A)

从下面载流量表（按JB/T10181.1和JB/T10181.3方法），计算这种电缆埋地数设载流量得出要求导体截面为70mm2。

标称截面mm2

载流量A

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40℃（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火允许值80℃。80℃时导体电阻见表A1。

30年内第一区段的总费用由式（11）得到：101

JB/T10181.6-2000

CT=[32.95×500]+[160*×(0.553/1000)×5009.2341]=16475+65363

=81838 (cu)

与A3.2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：(81838-42648）×100/81838=48%根据热性最大载流量计算方法对整条线路作类似计算见表A3。对于10个线路段费用总节省为：(547864-290535) X100/547864=47%。A4导体经济截面方法计算（见5.2）以第一线路段为例：

Imax160A

P%=30.3×10-9.0 ·m (见5.2.1)azo-0.00403 1/K

B=1.023（假定185mm2为导体最经济截面的初值）A=0.1133cu/m·mm*（安装费用中可变部分的系数，见5.2.2）F=9.2341 cu/W

_= (80-20) /3+20=40℃

[1602 ×9.2341 × 30.3 ×10-9 ×[1 + 1.023 + 0.00403 ×(40 - 20)]Sg=1000×

=264 mm2

因此，可选择导体截面为240mm或300mm2。初选导体截面185mm2时估算的B值现在可进行修正。对于300mm2导体，用B=1.057重新计算得出S值为269mm2，此值也在240mm2和300mm2范围内。

采用式（11）计算可能采用的各导体截面的总费用CT24o=[52.2×500]+[1602×(0.140/1000)×500x9.2341]=26000+16548

-42648(cu)

CT 300=[58.99×500]+[1602×(0.114/1000)x500×9.2341]=29495+13474

=42969 (cu)

因此，导体为240mm2为更经济截面。以相似方法计算出其它线路段截面和费用。这些值与A3.1和1A3.2中用以前方法求得的值完全一致，且截面和费用汇总与表A2给出值相同。A5对整个线路所有线段采用一种标准导体截面计算A5.1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102

JB/T10181.6-2000

面是最经济的，对该假定截面相邻较大一档及较小一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185mm2，然后计算150mm2和240mm2的费用，并列于表A4。总费用为：

150mm2

185mm2

240mm2

312841cu

312166

324707

上述费用表明，为了标准化起见，只有一种导体截面可用，185mm2是最佳经济的选择。在此也可看出A3.1和图A3中所示的导体尺寸的变化对总费用改变的影响很小。A5.2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_500×1602+500×1442++500×162最大损耗

10×500×160z

根据式（18）采用185mm2导体的B值34

=164mm2

因此可证明150mm2或185mm2导体截面是最经济的。上述每种导体规格的总费用为：CT1so=42.00×500×10+160×(0.226/1000)×500×10×9.2341×0.385=210000+102843

=312843cu

CT1s=45.96×500×10+1602x(0.181/1000)×500×10×9.2341×0.385229800+82365

=312165cu

因此，如果整个线路只选用一种导体截面，则可确认185mm2是最经济的导体截面。显然，与表A3所选用的截面相比，在热性方面185mm2导体适用于在30年运行结束时传输最大负荷。

A6结果汇总

对于A2中所述的电缆和条件进行计算的结果汇总如下：费用汇总

费用计算的基础

各线路段采用以热性考虑的载流量各线路段采用经济截面

整条线路段采用同一种标准截面185mm2作为经济截面c

146330

202095

229800

401534

547864

290535

312165

现行

北检院检验检测中心能够参考《JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择》中适用范围中的所有样品。

测试项目

按照标准中给出的实验方法及实验方案、对需要检测的项目进行检验测试，检测项目包含《JB/T 10181.6-2000 电缆载流量计算 第3部分: 有关运行条件的各节 第2节: 电力电缆截面的经济优化选择》中规定的所有项目，以及出厂检验、型式检验等。

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检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验，获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检研究院的服务范围

1、指标检测：按国标、行标及其他规范方法检测

2、仪器共享：按仪器规范或用户提供的规范检测

3、主成分分析：对含量高的组分或你所规定的某种组分进行5~7天检测。

4，样品前处理：对产品进行预处理后，进行样品前处理，包括样品的采集与保存，样品的提取与分离，样品的鉴定以及样品的初步分析，通过逆向剖析确定原料化学名称及含量等共10个步骤;

5、深度分析：根据成分分析对采购的原料标准品做准确的定性定量检测，然后给出参考工艺及原料的推荐。最后对产品的质量控制及生产过程中出现问题及时解决。