邰向群 梁兆荣
宝胜科技创新股份有限公司 扬州市宝应县 225800
摘要：在过去的工程建设过程中，企业注重初期投资的成本控制而忽略对长期运行成本的控制。随着经济的发展，越来越多的工程建设注重整体和长远的合理性，也就是既重视成本投资，也重视运行成本的节约，但仍然有部分建设单位不够重视。如果能全面推行经济电缆的选型方法，这将减少35%～42%的线路损耗，经济意义十分重大。
关键词：电力电缆；选型；经济性
引言
低压电力电缆在工业与民用建筑工程中应用广泛。介绍了低压电力电缆的结构、型号与技术特点，在此基础上通过工程实例对低压电力电缆的经济性进行了分析。
1低压电力电缆结构
低压电力电缆在结构上大致可分为导体、绝缘层、屏蔽层、护套层。根据不同的整体性能和使用条件，低压电力电缆的结构也各有不同。在需要承受较大压力或面临机械损伤风险时，低压电力电缆结构还应当包括铠装层。
2电线电缆产品选择使用应遵循的原则
充分的考虑环境、用途和安全性原则。例如:安全性要求较高的场所，多采用耐火、阻燃、无毒的电缆;可操作原则。选择电缆时候，应该考虑操作的难易程度，例如:质量较大的电缆不适宜高空架设，柔软性不好的电缆不能用于弯角太大的铺设等;经济性原则。在选择电缆时候，在保证安全性、可操作性的前提下，选择性价比较高的电缆，有利于节约型社会的建立;科学性原则。对于电缆的截面选择，要经过精确的计算并且要加以多次验证，明确其发热量和电压损失量，进而选择合适的截面。
3低压电力电缆技术特点
3.1绝缘材料
聚氯乙烯以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量配合剂、增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂等，经混合塑化而制成。聚氯乙烯的优点是制造工艺简便、机械强度高、耐油、耐酸碱腐蚀、工艺性能较好，缺点是耐热性能差、绝缘电阻率较小、介质损耗较大。聚乙烯具有优良的电气性能，介电常数小，介质损耗小，加工方便，缺点是耐热性差、机械强度低、耐电晕性能差。
交联聚乙烯是聚乙烯经过交联反应后的产物。线形结构的聚乙烯通过加工变为网状结构的交联聚乙烯，不仅保留了聚乙烯的优点，而且改善了耐热性能和机械强度。交联聚乙烯低压电力电缆质量轻，外径小，适用于水下敷设。
乙丙橡胶是一种合成橡胶，由乙烯、丙烯和少量第三单体共聚而成，具有良好的电气性能、耐热性能、耐臭氧性能和耐气候性能。乙丙橡胶低压电力电缆柔软性好，适用于敷设弯曲半径很小的场合。
某核电工程采用了先进的第三代核电技术ＡＰ１０００堆型，选用乙丙橡胶和交联聚乙烯作为低压电力电缆的绝缘材料，分别用于严酷环境与缓和环境。绝缘材料的绝缘电阻常数在９０℃时不小于３．６７ＭΩ·ｋｍ，在浸水条件下，经受２．４ｋＶ工频电压４ｈ不发生击穿，耐压性能优秀。在绝缘老化前，交联聚乙烯的抗拉强度达到１２．５Ｎ／ｍｍ２，断裂伸长率达到２００％。经１３５℃、持续１０ｄ老化后，抗拉强度、断裂伸长率的变化率小于２５％。乙丙橡胶的国际橡胶硬度（ＩＲＨＤ）不低于８０，在１５０％伸长率下的抗拉强度不小于４．５Ｎ／ｍｍ２。在水温８５℃、持续时间１４ｄ的条件下，乙丙橡胶的质量增值不大于５ｍｇ／ｃｍ２，交联聚乙烯的质量增量不大于１ｍｇ／ｃｍ２。
综合上述内容可见，交联聚乙烯及乙丙橡胶作为绝缘材料，具有耐热、耐潮湿、耐水淹、耐辐照等优点，较另外两种绝缘材料更具技术优势，能保证核岛在极端情况下的供电可靠性，为整个核电站的纵深防御和安全运行带来重要保障。
3.2导体材料
在常用的低压电力电缆导体材料中，铜的电导率最大，因此铜芯低压电力电缆相比铝制低压电力电缆有更小的线路损耗，更节省运行成本。在空气环境温度为４０℃，土壤环境温度为２５℃，热阻系数为２（℃·ｍ）／Ｗ时，不同导体材料１ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆载流量比较。铜芯低压电力电缆的载流量比其它类型低压电力电缆要高出一两个截面等级，在工程中可以有效减小电缆外径，降低电缆通道的填充率，并降低电缆通道的造价。铜芯低压电力电缆还具有机械强度高、易于进行加工等特点。另外，电气设备的接线端子多为铜质，相同材质间进行连接，可靠性较高，不会出现电化学腐蚀、膨胀系数不同等问题。由于铜价持续高企，目前铝合金低压电力电缆在发达国家拥有了一定的市场占有率。
4保证电缆安装和正常使用的措施
现在一般采用电流、电压的双重保证从而确保电缆在发生击穿、损伤或者着火时自动跳闸断电，进而减少波及的范围，尽量的降低损失。影响电缆使用的干扰因素有:外施电压在线芯间产生的静电干扰;通电电流产生的电池感应干扰，平行电路之间的电气干扰等等。保证电缆高效使用的措施如下:设置一个电缆备用芯，然后接地，可以降低外界电压的干扰。电缆外边采用金属屏蔽或者将屏蔽层接地，可以较好的解决静电感应的干扰。每一个线路应该设置自检装置，并且应该配备专职人员定期检查，做好维修和防护工作。电缆的铺设安装需要专业人员进行，同时应该统一指挥，边放边拉，速度均匀。电缆施放前，应该仔细检查电缆的外护套、封头是否完好，并且对电缆应该给予矫直。
5低压电力电缆经济性分析
在大型火力发电厂内，由于人员密集程度远低于公共场所，因此出于经济性考虑，护套不采用低烟无卤材料，主要选用聚乙烯和聚氯乙烯作为护套材料。至２０１９年末，两者的价格已经非常接近，再加上护套、绝缘材料占低压电力电缆价格的比例相对较低，因此两种材料的经济性已没有明显差异。 铜价与铝价大体同涨同跌，但铜价波动性大，差价大，近年来的价格区间为３．５万元／ｔ～６万元／ｔ。
考虑到铝芯低压电力电缆的技术性能与铜芯低压电力电缆相比差距很大，并且铝合金电缆已在核岛项目中有使用业绩，运行情况良好，因此笔者主要对铜芯低压电力电缆和铝合金低压电力电缆的经济性进行分析。
若在技术条件相同的情况下，改用铝合金低压电力电缆，需要对截面积７０ｍｍ２及以下的铜芯电缆提高一个截面等级，对截面积９５ｍｍ２及以上的铜芯低压电力电缆提高两个截面等级来选型。２０１３年初铜价为６万元／ｔ时，铝合金低压电力电缆的价格为低于其一个截面等级的铜芯低压电力电缆价格的６０％～７０％。该项目的电缆采购阶段，铜价为４．５万元／ｔ，采用铝合金低压电力电缆，总投资比铜芯低压电力电缆降低５％～８％。若再综合铜铝过渡所需特殊的电缆终端头和运行过程中的线路损耗等因素，两者的经济性差距小于３％，对总投资的影响小于０．１％。
结语
通过分析，可以得出以下结论。
（1）选择电缆截面时，满足技术条件是首要条件。
（2）根据项目类型选择电缆选型方式。如该项目是EPC或EP模式，按技术性选型最优；如该项目为BOT或PPP模式且运行年限大于20年，建议按经济条件选择电缆截面。
（3）从电缆运行效益分析表中可以看出：电缆经济截面初期投资CI较大，但运行周期内总费用CT较低；贴现率越低，回收年限就越短；年最大利用小时数τ越大，年损耗费用就越高。
（4）工程项目在施工过程中，要求设计人员充分了解项目的特点以及合理选择总拥有费用最小法则（TOC）中所涉及的参数，这样才可以选择最佳的电缆经济截面，创造最大的经济效益。
参考文献
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[2]沈黎明．电力电缆应用技术［Ｍ］．郑州：郑州大学出版社，2011．
[3]李晓彤.电缆经济截面选型应用与分析[J].电气技术,2009(11):87-89.