基于EXCEL进行中压电力电缆产品设计

关键词：电力电缆 构造尺寸 耗材 Excel

中压电力电缆是建筑工程、工业输配电等领域常用电人为料，也是电力工程项目招投标最常用到的产品。
因市场原材料价格颠簸频繁，生产工艺和材料不断改造，电缆的价格存在颠簸。
为最大限度担保投标报价及时跟随生产工艺本钱的变革，须要一套能根据生产工艺及原材料价格颠簸得到快速报价和体例生产工艺的软件。

一、设计构想

电缆的构造尺寸实行标准规定的构造参数，例如绝缘厚度、护套厚度等。
结合制造厂商实际的工艺条件，通过合理的数值运算和逻辑运算确定电缆的外径尺寸及各个部分的耗材等。
为便于操作，可以利用Excel的数据处理及运算功能，设计一套用于打算电缆构造参数、耗材等用于日常管理的数据参数软件。
设计构想如图1所示。

图1 设计流程图

1.建立根本数据库

根据产品的实行标准GB/T 12706.3—2008[1]和GB/T 19666—2005[2]的规定，标准型号描述中的字母代表的电缆各个构造组成部分，可以根据电缆的构造组成，确立型号字母代表的各个部分的材料；建立导体构造及导体耗材用量数据库，包括不同规格下的导体构造、导体外径和导体耗材根本数据；建立绝缘厚度数据库，包括不同电压等级和材料在不同产品规格下的绝缘厚度数据；建立不同材料单价数据库，对付逐日更新的导体材料，可以链接到长江有色金属网（https://www.ccmn.cn）等价格实时更新的价格数据库，材料单价实时更新或逐日手动更新；根据电缆各个部分不同的材料和不同的加工工艺的组成，建立电缆构造组成代号根本数据库（用于组成电缆型号）；根据电缆不同规格，即芯数和截面，建立电缆规格数据库。
电缆的型号和规格表示一个特定的电缆产品。

2.数据的天生逻辑

第一步，确立电缆的型号规格：调用电缆型号根本数据库，根据电缆各部分的组成代号和各个部分的生产工艺办法，确立电缆型号；第二步，确立打算电缆各个部分厚度参数：根据第一步确立的电缆的型号规格和GB/T 12706.3-2008标准[1]规定的假设法用EXCEL的数值运算功能确定隔离层、钢带、护套等厚度数据；第三步，打算电缆构造尺寸参数：根据电缆的型号规格，调用标准参数根本数据电缆各部分厚度尺寸数据，利用EXCEL供应的数学打算功能，打算出电缆构造尺寸参数；第四步，打算电缆的定额和本钱：根据电缆构造尺寸参数，调用标准参数根本数据中材料的电缆各部分厚度尺寸数据、密度，打算电缆的定额，结合材料单价即可打算出本钱。
末了输出电缆的构造尺寸、定额（耗材）、本钱等数据。

二、过程的实现

1.电缆构造的分解

由于GB/T 12706.3—2008[1]中规定的型号代号的材料或构造不唯一，且部分代号代表不同的材料，给程序实现带来一定的困难，须要进一步对电缆的构造组成进行分解。
现以图2所示的26/35kV中压电缆代表构造为例，依据电缆的各个组成部分和生产工序分解原材料，确定其代号。

因不同生产厂商采取的电缆材料和生产工艺不尽相同，下列描述中，不详尽或者可能增加新的材料的部分，可进行增加拓展。
此方法产品编码，分类完全，科学，有较好的拓展性，并易于区分，有较强的实用性。
在企业履行ERP过程中，也可参考采取此种分类方法，实现产品代码的唯一性。

图2 电缆构造示意图

导体：根据GB/T 3956-2008[3]电缆的导体规定，电缆的导体的材质分为铜、铝合金、铝导体等，为便于在Excel中用数据的有效性进行筛选和选择，分别用字母T、HL、L表示。
同时GB/T 3956-2008标准[3]中规定了4种类型的导体构造，根据中压电力电缆的产品特点，选取第2种导体，紧压圆形，代号B-2。

绝缘：根据GB/T 12706.3-2008标准[1]的规定，绝缘分为交联聚乙烯、硬质乙丙、乙丙橡皮4种类型，分别用字母YJ、E、HE表示。

隔离层：根据GB/T 12706.3-2008标准[1]的规定，绝缘材料分为聚氯乙烯、低烟无卤、聚乙烯、氯化聚乙烯4种类型，分别用字母V、Y、E、SE表示。
为了在编辑公式时依次打算，个中无铠装电缆无隔离层，进行构造选择时，可以空值选取。

铠装：标准[1]规定，铠装分为7种类型，对付材质不同，但可能影响电缆构造及本钱的代号进行了区分，镀锌钢丝、不锈钢丝、镀锌钢带、铝带、铝合金带、不锈钢带，分别用数字和赞助符号3、7、2、2-1、2-2、6表示。
为了在编辑公式时依次打算，个中无铠装电缆，进行构造选择时，可以空值选取，打算时厚度取值为“0”。

护套：标准[1]规定，电缆外护套分为聚氯乙烯、低烟无卤、聚乙烯、氯化聚乙烯4种类型，分别用字母2、3、8、SE表示。

电缆燃烧特性：根据GB/T 19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则[2]规定的电缆燃烧特性，个中无阻燃和耐火电缆，进行构造选择时，可以空值选取。
干系的代号见表1。

表1 电缆燃烧特性代号

系列名称

代号

名称

系列名称

代号

名称

阻燃系列(有卤)

ZA

ZB

ZC(ZR)

阻燃A类

阻燃B类

阻燃C类

耐火系列(有卤)

N

NJ

NS

耐火

耐火加冲击

耐火加喷水

阻燃系列（无卤）

WDZA

WDZB

WDZC

无卤低烟A类阻燃

无卤低烟B类阻燃

无卤低烟C类阻燃

无阻燃

-

无耐火

-

注：“-”表示无此构造，打算时干系参数取值为“0”。

电压等级：根据标准[1]的规定，电缆的电压等级有2种类型，21/35kV、26/35 kV。

其他赞助构造部分：导体半导电屏蔽、绝缘半导电屏蔽、金属屏蔽、成缆包带和添补等寄托于电缆型号、电压等级、燃烧特性上的部分不单独区分。

2.确立电缆的型号规格

常日情形下，电缆的构造是根据电缆性能的分外哀求及用户的需求进行设计，这就须要根据电缆特性将电缆的各个部分进行分拆。
将电缆各个部分以本文所述的字母表示，把电缆的构造性能特色代号变成Excel系统可以识别的办法，按照电缆的构造特性依次选择电缆的构造组成部分。
以WDZC-YJY23 26/35kV 3300mm2型号的电缆为例，进行构造选型时，导体材质选用铜，用“T”表示（天生型号时省略），导体采取紧压圆形导体代号“B-2” （天生型号时省略），绝缘材料XLPE用“YJ”表示，内护套用Y表示，钢带铠装用“2”表示，低烟无卤护套用“WDZC”表示。
选择 “26/35kV”电压等级下的绝缘等构造参数。
选定电缆的型号后，选择电缆的规格，即芯数和截面，即3300。

3.根据实际生产工艺录入根本数据

根据生产厂商的实际生产工艺录入根本数据，包括：导体的构造，尺寸，导体的单位重量，单价等；绝缘材料的名称及代号，不同电压等级下（21/35 kV、26/35kV）的绝缘标称厚度，绝缘材料的密度，单价等；内外半导电和金属屏蔽材料的名称，密度，单价等；成缆的成缆系数，包带的材料的名称，代号，密度，单价等；内衬层（内护套、隔离层）的材料名称代号，密度，单价等；铠装层的材料，代号，密度，单价等；外护套材料的名称，代号，密度，单价等。

三、程序的实现

1.确定电缆的材料和构造尺寸参数

根据上述确立的电缆型号及电缆的构造，从内到外，依次选择各个部分的代号。
通过Excel供应的查找、逻辑判断、数值打算等功能，对各个部分的构造尺寸参数，通过数值打算，得出电缆的外径尺寸等各部分的参数。
只要Excel中逻辑关系精确，数值打算无误，即可精确打算出电缆的构造和耗材。
用Excel数据查找VLOOKUP、IF、OR等诸多函数，输入规格（芯数截面），引用各个规格下的导体外径、绝缘厚度、假设法打算的护厚度等构造参数，即可打算干系的产品构造和耗材。
取得各电缆各部分厚度参数后，再经由Excel的数学运算，即可得到构造尺寸参数。
由于篇幅有限，详细的打算公式拜会电线电缆和软线构造打算[4]和电线电缆手册[5]等著作。

2.打算电缆的各个部分原材料耗材及原材料本钱价

根据上述确立的构造参数，用Excel的打算功能，根据构造参数规定的尺寸厚度等参数通过的数学打算即可打算出电缆各个材料的耗材。
打算出原材料耗材参数，将耗材数据带入材料的单价，即可得到电缆的原材料本钱。

Excel表格做设计制作成功，若需打算其他型号的数据，只须要调度电缆的构造代号，更新原材料价格，别的数据库可自动更新，实现快速核算本钱。
也可输入常用规格，做成查询数据库，作为日常工具查询同型号下电缆的构造尺寸和本钱。

四、结语

本文通过对低压电力电缆中各个关键构造组件的分解，提炼出影响电缆构造和本钱的关键成分，用模块化的思维对电缆的各个组件进行组合和分解，天生电缆型号，并利用Excel强大的数据处理功能，在形成型号的同时进行逻辑和数学运算，自动打算出电缆的构造尺寸、构造定额及电缆的本钱等关键信息。
也可根据订单可以直接输入规格型号，自动打算干系关键参数，减少电缆设计、报价等职员的事情量。

本文供应的产品编码方法和产品数据核算方法，为企业履行ERP进行产品编码和数据快速录入供应了极大的方便。
由于文章篇幅有限，仅对数据天生的方法做了论述，详细的打算过程未做详细论述。
此外，还可以利用Excel进一步拓展功能，自动天生BOM表、工艺文件、考验辅导文件等信息，减少干系职员的事情量，也可以参照上述方法进行其他标准或者类型的电缆设计和耗材核算。

参考文献

[1]中华公民共和国国家质量监督考验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件　第3部分：额定电压35kV(Um=40.5kV)电缆: GB/T 12706.3—2008[S].北京:中国标准出版社,2009: 34-35.

[2]中华公民共和国国家质量监督考验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.阻燃和耐火电线电缆通则:GB/T 19666—2005[S].北京:中国标准出版社,2005:3-4.

[3]中华公民共和国国家质量监督考验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.电缆的导体:GB/T 3956—2008 [S].北京:中国标准出版社,2009:1-2.

[4]欣盖尔.电线电缆和软线构造打算[M].汪景璞,译.北京:机器工业出版社,1958.

[5]电线电缆手册编委会.电线电缆手册(第1册)[M].机器工业出版社:2014.

本文刊载于《安徽科技》杂志