導(dǎo)語：電纜選型軟件應(yīng)用分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文通過對ICACable2001電纜選型軟件的背景、特征和關(guān)鍵技術(shù)等問題的分析和研究，提倡在工程設(shè)計中廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電纜選型經(jīng)濟電流密度經(jīng)濟截面選型軟件

ICA是國際銅業(yè)協(xié)會的英文縮寫，全稱InternationalCopperAssociation.Ltd。眾所周知，多年來，國際銅業(yè)協(xié)會（中國）為推動銅導(dǎo)線的應(yīng)用和促進建筑電氣技術(shù)的發(fā)展作了大量的工作。筆者認為，ICACable2001電纜選型軟件是國際同業(yè)協(xié)會（中國）為我國建筑電氣行業(yè)所作的又一重大貢獻。下面，筆者就這一軟件應(yīng)用的問題談一些粗淺的感受，衷心希望國際同業(yè)協(xié)會（中國）和廣大建筑電氣設(shè)計人員提出寶貴意見，以便更好的推廣這一軟件的應(yīng)用，減少設(shè)計中的計算工作量，并為設(shè)計提供可靠的、科學(xué)的依據(jù)。

1.設(shè)計中的現(xiàn)狀和軟件推出的背景

從安全運行角度出發(fā)，在設(shè)計中一般是按溫升（允許載流量）選擇導(dǎo)線截面，遵從《低壓配電設(shè)計規(guī)范GB50054-95》第4.3.4條，以保證線芯的實際工作溫度不超過長期允許的最高工作溫度，維持線纜的正常使用年限。有的人堅持夠用就行的的觀點，只考慮初始投資（含購置費用和安裝費用），忽略長期的經(jīng)濟效益——即運行期內(nèi)的電能損耗費用；有的人考慮了電力負荷遠期增長的需求（這本是好事），從末端逐級將線纜放大，結(jié)果低壓配電干線截面很大，大大增加了初始投資；并且設(shè)計文件也不能提供有說服力的依據(jù)，所以建設(shè)方對此意見很大。

從經(jīng)濟的觀點分析，若想減少電能損耗，導(dǎo)線截面越大越有利；若想減少初始投資，節(jié)約有色金屬，導(dǎo)線截面肯定越小越好。不難看出，這是存在矛盾的兩個方面。那么，二者之間是否存在一個平衡點呢？答案是肯定的，那就是經(jīng)濟截面。因此，除了從安全運行角度考慮，按照允許載流量選擇線芯截面外，還應(yīng)該堅持電能損耗和初始投資之和最少的原則，按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面（或者校驗截面）。這樣確定的經(jīng)濟截面才是設(shè)計人員和建設(shè)方都滿意的結(jié)果。這就是ICA電纜選型軟件推出的背景。

值得提出的是，2004年年初以來，有色金屬的價格大幅上揚。在此背景下，經(jīng)濟電流密度設(shè)計方法有著更加現(xiàn)實的意義。

2.軟件的一些主要特點

軟件提供了直觀的操作方法和輸出結(jié)果，并且提供了豐富的文檔資料供用戶查詢。

進入電纜選型系統(tǒng)，軟件提供了五大板塊內(nèi)容供用戶選擇：公式計算、分析比較、文件、數(shù)據(jù)查詢維護、文檔手冊。

“公式計算”含三個菜單，分別進行不同的計算：經(jīng)濟導(dǎo)體截面、經(jīng)濟電流范圍、載流量截面。在已知負荷的情況下，可按經(jīng)濟電流密度方法確定經(jīng)濟導(dǎo)體截面，也可以按載流量確定導(dǎo)體截面。而在導(dǎo)體截面選定的情況下，則可以確定經(jīng)濟的電流范圍。在軟件安裝完成后，系統(tǒng)自動建立ICACable2001文件夾，計算結(jié)果將以ICAFiles（*.ica）的特定文件類型存入此文件夾，以便用戶查詢和打印輸出。

“分析比較”含兩個菜單：經(jīng)濟截面校驗、經(jīng)濟因素分析。進入“經(jīng)濟截面校驗”，軟件可以以載流量、熱穩(wěn)定、電壓降等條件對計算出的經(jīng)濟截面進行校驗，并能算出各截面電纜的投資及回報?！敖?jīng)濟因素分析”則以圖形曲線的的形勢直觀的顯示出不同的經(jīng)濟因素條件對經(jīng)濟導(dǎo)體截面或者經(jīng)濟電流密度的影響，如經(jīng)濟壽命期限的影響、最大年負荷利用小時數(shù)的影響、初始投資的影響等。

“文件”含兩個菜單：打開文件、退出?！按蜷_文件”就是查看軟件計算的存儲結(jié)果，軟件自動引導(dǎo)用戶到ICACable2001文件夾，查找以“.ica”為擴展名的文件。“退出”則指退出電纜選型軟件。

“數(shù)據(jù)查詢維護”功能包含數(shù)據(jù)輸入向?qū)?、電纜型號、電纜參數(shù)、電纜載流量、電纜成本、電價維護等。在設(shè)計中，用戶可以方便的對這些數(shù)據(jù)查詢，并且可以根據(jù)實際情況的變化對數(shù)據(jù)更改。

“文檔手冊”包含使用手冊和參考文檔。“使用手冊”提供了本軟件的幫助文件。“參考文檔”包含三個內(nèi)容：電力電纜線芯經(jīng)濟截面的選擇、中華人民共和國國家標準、電力電纜尺寸的經(jīng)濟最佳化。分別對經(jīng)濟方法選擇截面的原理和歷史淵源、國家標準有關(guān)電線電纜的載流量標準和IEC的相關(guān)標準作了較為全面的闡述和引用。

3.軟件應(yīng)用的可信度

在學(xué)習(xí)此軟件的過程中，筆者留意了國家相關(guān)規(guī)范和電氣設(shè)計手冊，驗證軟件在一些技術(shù)細節(jié)上的可信度。

《低壓配電設(shè)計規(guī)范GB50054-95》第2.2.2條規(guī)定如下：“選擇導(dǎo)體截面，應(yīng)符合下列要求：一、線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動時端電壓的要求；二、按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計算電流；三、導(dǎo)體應(yīng)該滿足動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求；四、導(dǎo)體最小截面應(yīng)滿足機械強度的要求，固定敷設(shè)的導(dǎo)線最小芯線截面應(yīng)符合表2.2.2的規(guī)定?！边@條規(guī)定列入了建設(shè)部2002年版的《工程建設(shè)標準強制性條文—房屋建筑部分》。其中第四款是不需要計算的，并且在設(shè)計中也沒人違反，不需討論。

ICACable2001軟件針對規(guī)范前三款均提供了完善的計算功能：載流量截面計算、經(jīng)濟導(dǎo)體截面計算，經(jīng)濟截面校驗中提供了熱穩(wěn)定校驗和電壓降分析。這樣，電氣設(shè)計人員能為施工圖審查提供翔實的依據(jù)。

應(yīng)該注意到，規(guī)范要求考慮敷設(shè)方式和環(huán)境條件對計算結(jié)果的影響。另外，建設(shè)部2003年了《建筑工程施工圖設(shè)計文件審查要點》。其中，建筑電氣專業(yè)審查要點的“供配電”部分也要求在選擇電氣導(dǎo)體截面時考慮敷設(shè)環(huán)境、環(huán)境溫度及敷設(shè)方式的修正系數(shù)。大家無需擔(dān)憂，ICACable2001軟件對這些因素都作了考慮，設(shè)計人員只需要逐項選擇即可，軟件計算時自動加入修正系數(shù)?？梢韵胂?，靠手工完成這些工作有多么困難！

軟件提供的線路電壓損失校驗依據(jù)的計算公式是終端負荷用電流矩（A﹒km）表示的，同《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第二版）表9-65完全吻合，具有可信度。參數(shù)的錄入相當(dāng)簡單，只需給出標稱電壓、負荷計算電流、線路長度和功率因數(shù)，而三相線路單位長度的電阻和感抗這兩個參數(shù)軟件會根據(jù)用戶選定的電纜規(guī)格自動從數(shù)據(jù)庫讀入。不過，用戶在錄入?yún)?shù)時要注意物理量的計量單位，一定要符合軟件的要求。

關(guān)于線路電壓損失計算問題，筆者想再羅嗦幾句。我們知道，進行線路電壓損失計算時，終端負荷可以用電流矩（A﹒km）表示,也可以負荷矩（kW﹒km）表示。很多設(shè)計人員參考《92DQ1圖形符號與技術(shù)資料》進行電壓損失校驗，終端負荷采用負荷矩表示，而在《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》中找不到類似的表格，筆者倒是在陳元麗所著《現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計實用指南》（第一版）表5-65發(fā)現(xiàn)了，只是《92DQ1》的數(shù)據(jù)稍微偏大一點，差別不大。但是，使用《92DQ1》無法對電纜和銅芯氯丁橡皮絕緣架空電線進行電壓損失校驗。

因此，筆者認為：終端負荷電壓損失校驗用電流矩表示較好，可以從《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第二版）獲得各種參數(shù)。大家可以運用Excel編制電壓損失校驗的計算表格，只需錄入三相線路每1A﹒km的電壓損失百分數(shù)Ua%（%/A﹒km）（此參數(shù)可查手冊獲得）和負荷計算電流Ij（A）、線路長度L(km)，計算表格會根據(jù)簡化公式U%=Ua%*Ij*L自動計算，不再需要錄入線路單位長度的電阻和感抗，可以應(yīng)對各種情況下電壓損失校驗的計算。但是要明白，這和ICACable2001引用的公式殊途同歸。

ICACable2001也提供了電纜的熱穩(wěn)定校驗功能。我們知道，配電線路發(fā)生短路時，短路電流對導(dǎo)體和連接件產(chǎn)生熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)。而導(dǎo)線熱穩(wěn)定校驗的目的就是保證設(shè)備開斷故障電流前不致因過熱而損壞線路絕緣。軟件引用的是《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第二版）的高壓系統(tǒng)短路穩(wěn)定校驗公式（5-21），而低壓系統(tǒng)絕緣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定校驗公式（11-1）和公式（5-21）略有不同，但很相似。那么，軟件引用的計算公式是否也可用于低壓系統(tǒng)呢？

我們知道，低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)發(fā)生短路的情形是不一樣的，短路電流計算條件差別也很大。例如，當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)電路電阻較大，電路電流非周期分量衰減較快，一般不考慮非周期分量；只有在離配電變壓器低壓側(cè)很近處才需要計算非周期分量；《低壓配電設(shè)計規(guī)范GB50054-95》第4.2.2條亦規(guī)定“（低壓系統(tǒng)）短路持續(xù)時間小于0.1S時，應(yīng)計入短路電流非周期分量的影響”。而高壓系統(tǒng)短路時，一般要考慮非周期分量，只有遠離發(fā)電機端的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生短路時，短路電流周期分量在整個短路過程不發(fā)生衰減。因此，高壓系統(tǒng)熱穩(wěn)定校驗公式具有普遍意義，對低壓系統(tǒng)同樣適用，公式（11-1）可以看成是公式（5-21）的特例。只不過，兩個公式的電流和時間參數(shù)在概念上有差別。在錄入計算參數(shù)時，設(shè)計人員要注意參數(shù)的概念和計量單位，凡是低壓系統(tǒng)沒有的參數(shù)均輸入0。

限于筆者水平有限，僅對個別技術(shù)問題作了粗淺的探索。通過這些討論，筆者認為ICACable2001電纜選型軟件具有可靠的技術(shù)支持，具備應(yīng)用的可信度，可以廣泛推廣應(yīng)用。

參考文獻

1中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院等·工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（第二版）·北京：中國電力出版社，2003:99~119，174，424~445，496

2陳元麗·現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計實用指南（第一版）·北京：中國水利水電出版社，2000:206~213