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[裸电线] 探讨铜芯电缆经济选型数据更新的简化方法
P:2011-02-11 09:57:43
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摘 要： 近年来铜价的不断上涨导致铜芯电缆的成本大幅度增加，原有的经济选型数据不再适用，需要用最近的成本数据对各种型号电缆的经济选型数据进行更新。然而，这样做工作量很大，因为要收集不同地区比较完整的电缆材料费和安装费是相当困难的。在此背景下，提出了利用铜价估算电缆新材料费的近似方法和在此基础上更新经济电流密度的简化方法，并结合2种方法对经济选型数据的传统更新过程进行了简化。该方法可以在一定程度上缓解收集完整的新电缆价格数据的困难，能够加快经济电流密度更新的速度。
关键词：电力电缆；经济电流；经济截面；经济选型
引言
电力电缆线芯截面的经济最佳化标诈勘Ⅲ为基础，综合考虑了电缆的初始投资和运行期间的损耗费用，以电缆截面经济选型方法以((IEC287—3—2/1995，电总费用最低为工程建设经济性目标，因而得到了广泛应用[2-"0。文献[8】对中低压电缆的经济电流密度进行了比较深入的研究，给出了2000年的经济选型相关数据，为论述方便，下文称之为原有的经济选型数据。
近年来铜价不断上升，导致铜芯电缆成本成倍增长，使原有的经济选型数据不再适用。为保证当前电缆截面经济选型的准确性，需要利用各种型号电缆的当前成本对经济选型数据进行更新。然而，要收集比较完整的电缆材料费和安装费相当困难，而由国家相关管理机构给出的电缆参考价格滞后于实际需求，例如文献【8]的研究报告就是以1998年《电力建设装置l生材料预算价格》为依据进行的。
由于利用传统方法进行电缆经济选型数据更新的工作量很大，相当费时，本文提出了利用近期铜价估算电缆新材料费的近似方法和在此基础上更新经济电流密度的简化方法，可在铜价大幅度波动的情况下快速得到较准确的经济选型数据，在很大程度上简化利用传统方法进行数据更新的复杂过程。
1 用新的电缆材料费更新经济电流密度的近似方法
由IEC287—3—2/1995标准经济选型原理得到的电缆经济电流密度的表达式阻，伪经济电流密度，A/ram2，麟为最大负荷电流：S。为经济截面，mm2;A为成本的可变部分，元/·m);助等效损耗费用系数，元/l【w;P∞为℃时电缆的直流电阻率，Q·m;B是电缆临近效应系数y。和集肤效应系数y8的函数，B=I+Y，+y。;^0黾℃时电缆的电阻温度系数Or20和平均运行温度以的函数，K=I+ot20(0m_20)，m的单位为℃。
可知向、/万成正比，电缆初始投资的变化会引起成本可变部分A的变化，进而影响经济电流密度的值。
根据IEC287—3—2/1995标准经济选型原理，电缆的初始投资可用截面的线性函数嗍，S为电缆截面，mm2;C为电缆成本的固定部分，元/m;L为电缆长度，m。
可以将初始投资ci表示为材料费瓯和安装费之和的形式。由于同种类型电缆各等级截面的A值与值均相等，故根据式(2)，利用两相邻标称截面电缆的初始投资之差即可求得A，考虑到电缆安装费在电缆初始投资中的比例较小假设电缆的原始材料费为cic，因铜价波动导致的新材料费为c’k，令材料费增长倍数K=C’,jc。，则电缆成本可变部分A的新值A’，进而可得到新的经济电流密度这一简化过程的误差分析见表1。表中的原始值取自文献，A的精确更新值为2006年数据，更新过程中电缆材料费参考((2006年广东深圳建设工程价格信息》，安装费参考(2006年广东省市政工程综合定额》及《电力建设工程概算定额——电气设备安装工程》2001年修订本单价进行概算。已验证：当A值波动不超过20%时，引起的.，的误差不超过10%，不影响经济选型的准确性。由表1分析结果可知，此近似方法所导致的误差均在允许的范围内，满足电缆截面经济选型的精度要求。
2 利用铜价估算铜芯电缆材料费的近似方法
由于收集所有型号电缆完整的材料费难度很大，考虑到铜材费用在电缆造价中所占比重较大，尝试利用铜价近似估算电缆价格。
将电缆的材料费G分成与铜价直接相关的部分。和与铜价无关的部分civ，示与铜价相关部分的比重系数。
可以近似认为G随铜价线性波动，而civ则保持不变。假设研究所基于的起始年的电缆材料费为氏、铜价相关部分为‰、铜价相关部分比重系数为ao，第n年材料费为Cia.i铜价相关部分为C妇，第n年与起始年铜价之比为K，若已知起始年材料费C锄、起始年铜价相关部分比重系数嘞和铜价增长倍数墨，则可将第n年材料费，这样，只要能够确定各种类型电缆的tXo，便可根据所研究年份的铜价估算新的电缆材料费。本文的研究工作以2000年作为起始年，分别以年的相关数据作为原始数据，利用式来确定系数%，用所得每一型号电缆的5个%值的平均值作为起始年的铜价相关部分的比重系数，不同类型电缆的0c0值简化更新方法对于铜价快速增长的情况，基于起始年年)经济选型的相关参数和数据，利用当前铜价和表2中的嘞值便可快速得到适用于当前情况的经济电流密度数据。具体步骤如下：
利用起始年(2000年)相应电缆的材料费、当前铜价与起始年铜价的比值民和相应电缆的参数、，根据式(10)估算电缆当前的材料费。
利用估算得到的电缆材料费和相应的起始年的电缆材料费，计算材料费的增长倍数K。
利用材料费增长倍数K和起始年的经济电流密度数据，根据式(6)计算新的经济电流密度Jn。
4 简化更新方法的准确性分析
利用2006年的相关数据对经济选型数据简化更新方法进行校验，也就是将简化更新方法与精确更新方法得到的结果进行比较。采用精确方法更新经济电流密度时，电缆材料费参考((2006年广东深圳建设工程价格信息》，，安装费参考((2006年广东省市政工程综合定额》及《电力建设工程概算定额——电气设备安装工程》2001年修订本单价进行概算，其他相关参数与文献[8]相同。计算过程中，电价取年全国高电价区电价。
根据文献[8]中经济电流密度的灵敏度分析结论所提出的简化更新方法得到的经济电流密度的误差均不超过10%，能够满足导线截面经济选型的准确性和经济性。
5 结语
针对国际上铜价波动所引起的对铜芯电缆经济选型数据更新的需要以及传统方法存在的更新过程比较繁琐、数据收集工作难度较大等问题，提出了一种利用铜价更新铜芯电缆经济选型数据的简化方法，并对其准确性进行了校验。研究结果表明，该方法的更新过程简单，更新数据能满足导线截面经济选型的准确性，实现了加快电缆经济选型数据更新过程的目的。
本文以文献[8】中相关数据为原始数据，因此仅针对其中涉及的6种类型的电缆做了算例分析，目的在于证明所提出的简化方法的优越性和实用性。
其他类型电缆经济选型数据的更新，可参照本文提出的简化方法进行，本文未一一给出算例分析。
参考文献：
【1】IEC287-3-2.电力电缆线芯截面的经济最佳化.1995.
【2】王大刚，刘淞伯，王志强.电力电缆截面选择方法的发展与应用.电力设备，2004，5(9)1 25—30.
【3】刘淞伯，王志强，郑永新’按经济电流选择电缆截面的方法叨.电气工程应用。2004(1)：27-34.、
【4】朱用荣，李锡芝.用经济的观点优化电力电缆截面选择的初探【J】.电线电缆，2001(4)：8-12.
【5】周胜.配电电缆线路的垃济截面
【6】.电力需求侧管理，1999(1)：13—.彭伟.按经济电流密度选择导线截面的探讨
【7】.华北电力技术，：48-49.于风鸽.电力电缆线芯经济截面的选择叨.电工技术，2005(10)：
【8】东北电力设计院.导体的经济电流密度专题报告网.沈阳，2000.
【9】梁国轩.电力电缆截面的经济最佳化(上)叨.电气工程应用，2002(3)：.19.
【10】万里宁.导体的经济电流密度参数分析.电力勘测设计，2006(4)：
http://www.--sanew-cable.com
关键词：电力电缆；经济电流；经济截面；经济选型
引言
电力电缆线芯截面的经济最佳化标诈勘Ⅲ为基础，综合考虑了电缆的初始投资和运行期间的损耗费用，以电缆截面经济选型方法以((IEC287—3—2/1995，电总费用最低为工程建设经济性目标，因而得到了广泛应用[2-"0。文献[8】对中低压电缆的经济电流密度进行了比较深入的研究，给出了2000年的经济选型相关数据，为论述方便，下文称之为原有的经济选型数据。
近年来铜价不断上升，导致铜芯电缆成本成倍增长，使原有的经济选型数据不再适用。为保证当前电缆截面经济选型的准确性，需要利用各种型号电缆的当前成本对经济选型数据进行更新。然而，要收集比较完整的电缆材料费和安装费相当困难，而由国家相关管理机构给出的电缆参考价格滞后于实际需求，例如文献【8]的研究报告就是以1998年《电力建设装置l生材料预算价格》为依据进行的。
由于利用传统方法进行电缆经济选型数据更新的工作量很大，相当费时，本文提出了利用近期铜价估算电缆新材料费的近似方法和在此基础上更新经济电流密度的简化方法，可在铜价大幅度波动的情况下快速得到较准确的经济选型数据，在很大程度上简化利用传统方法进行数据更新的复杂过程。
1 用新的电缆材料费更新经济电流密度的近似方法
由IEC287—3—2/1995标准经济选型原理得到的电缆经济电流密度的表达式阻，伪经济电流密度，A/ram2，麟为最大负荷电流：S。为经济截面，mm2;A为成本的可变部分，元/·m);助等效损耗费用系数，元/l【w;P∞为℃时电缆的直流电阻率，Q·m;B是电缆临近效应系数y。和集肤效应系数y8的函数，B=I+Y，+y。;^0黾℃时电缆的电阻温度系数Or20和平均运行温度以的函数，K=I+ot20(0m_20)，m的单位为℃。
可知向、/万成正比，电缆初始投资的变化会引起成本可变部分A的变化，进而影响经济电流密度的值。
根据IEC287—3—2/1995标准经济选型原理，电缆的初始投资可用截面的线性函数嗍，S为电缆截面，mm2;C为电缆成本的固定部分，元/m;L为电缆长度，m。
可以将初始投资ci表示为材料费瓯和安装费之和的形式。由于同种类型电缆各等级截面的A值与值均相等，故根据式(2)，利用两相邻标称截面电缆的初始投资之差即可求得A，考虑到电缆安装费在电缆初始投资中的比例较小假设电缆的原始材料费为cic，因铜价波动导致的新材料费为c’k，令材料费增长倍数K=C’,jc。，则电缆成本可变部分A的新值A’，进而可得到新的经济电流密度这一简化过程的误差分析见表1。表中的原始值取自文献，A的精确更新值为2006年数据，更新过程中电缆材料费参考((2006年广东深圳建设工程价格信息》，安装费参考(2006年广东省市政工程综合定额》及《电力建设工程概算定额——电气设备安装工程》2001年修订本单价进行概算。已验证：当A值波动不超过20%时，引起的.，的误差不超过10%，不影响经济选型的准确性。由表1分析结果可知，此近似方法所导致的误差均在允许的范围内，满足电缆截面经济选型的精度要求。
2 利用铜价估算铜芯电缆材料费的近似方法
由于收集所有型号电缆完整的材料费难度很大，考虑到铜材费用在电缆造价中所占比重较大，尝试利用铜价近似估算电缆价格。
将电缆的材料费G分成与铜价直接相关的部分。和与铜价无关的部分civ，示与铜价相关部分的比重系数。
可以近似认为G随铜价线性波动，而civ则保持不变。假设研究所基于的起始年的电缆材料费为氏、铜价相关部分为‰、铜价相关部分比重系数为ao，第n年材料费为Cia.i铜价相关部分为C妇，第n年与起始年铜价之比为K，若已知起始年材料费C锄、起始年铜价相关部分比重系数嘞和铜价增长倍数墨，则可将第n年材料费，这样，只要能够确定各种类型电缆的tXo，便可根据所研究年份的铜价估算新的电缆材料费。本文的研究工作以2000年作为起始年，分别以年的相关数据作为原始数据，利用式来确定系数%，用所得每一型号电缆的5个%值的平均值作为起始年的铜价相关部分的比重系数，不同类型电缆的0c0值简化更新方法对于铜价快速增长的情况，基于起始年年)经济选型的相关参数和数据，利用当前铜价和表2中的嘞值便可快速得到适用于当前情况的经济电流密度数据。具体步骤如下：
利用起始年(2000年)相应电缆的材料费、当前铜价与起始年铜价的比值民和相应电缆的参数、，根据式(10)估算电缆当前的材料费。
利用估算得到的电缆材料费和相应的起始年的电缆材料费，计算材料费的增长倍数K。
利用材料费增长倍数K和起始年的经济电流密度数据，根据式(6)计算新的经济电流密度Jn。
4 简化更新方法的准确性分析
利用2006年的相关数据对经济选型数据简化更新方法进行校验，也就是将简化更新方法与精确更新方法得到的结果进行比较。采用精确方法更新经济电流密度时，电缆材料费参考((2006年广东深圳建设工程价格信息》，，安装费参考((2006年广东省市政工程综合定额》及《电力建设工程概算定额——电气设备安装工程》2001年修订本单价进行概算，其他相关参数与文献[8]相同。计算过程中，电价取年全国高电价区电价。
根据文献[8]中经济电流密度的灵敏度分析结论所提出的简化更新方法得到的经济电流密度的误差均不超过10%，能够满足导线截面经济选型的准确性和经济性。
5 结语
针对国际上铜价波动所引起的对铜芯电缆经济选型数据更新的需要以及传统方法存在的更新过程比较繁琐、数据收集工作难度较大等问题，提出了一种利用铜价更新铜芯电缆经济选型数据的简化方法，并对其准确性进行了校验。研究结果表明，该方法的更新过程简单，更新数据能满足导线截面经济选型的准确性，实现了加快电缆经济选型数据更新过程的目的。
本文以文献[8】中相关数据为原始数据，因此仅针对其中涉及的6种类型的电缆做了算例分析，目的在于证明所提出的简化方法的优越性和实用性。
其他类型电缆经济选型数据的更新，可参照本文提出的简化方法进行，本文未一一给出算例分析。
参考文献：
【1】IEC287-3-2.电力电缆线芯截面的经济最佳化.1995.
【2】王大刚，刘淞伯，王志强.电力电缆截面选择方法的发展与应用.电力设备，2004，5(9)1 25—30.
【3】刘淞伯，王志强，郑永新’按经济电流选择电缆截面的方法叨.电气工程应用。2004(1)：27-34.、
【4】朱用荣，李锡芝.用经济的观点优化电力电缆截面选择的初探【J】.电线电缆，2001(4)：8-12.
【5】周胜.配电电缆线路的垃济截面
【6】.电力需求侧管理，1999(1)：13—.彭伟.按经济电流密度选择导线截面的探讨
【7】.华北电力技术，：48-49.于风鸽.电力电缆线芯经济截面的选择叨.电工技术，2005(10)：
【8】东北电力设计院.导体的经济电流密度专题报告网.沈阳，2000.
【9】梁国轩.电力电缆截面的经济最佳化(上)叨.电气工程应用，2002(3)：.19.
【10】万里宁.导体的经济电流密度参数分析.电力勘测设计，2006(4)：
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