高壓超高壓電力電纜技術(shù)的應(yīng)用

曹洵鋮

摘 要：由于城市規(guī)劃發(fā)展與電氣應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜化，高壓超高壓電力電纜應(yīng)用規(guī)模大幅度增長，電力工業(yè)紛紛加強(qiáng)對高壓超高壓電力電纜關(guān)注度。高壓超高壓電力電纜技術(shù)的覆蓋區(qū)域廣闊，適合應(yīng)用在環(huán)境復(fù)雜、輸電距離較長的線路中，有效地保證了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性與安全性，該文將就高壓超高壓電力電纜的特性入手，淺析其核心關(guān)鍵技術(shù)。。

關(guān)鍵詞：高壓 超高壓 電力電纜

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（c）-0050-02

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平得到飛躍式的進(jìn)步。電力作為現(xiàn)代化生活中不可或缺的元素，應(yīng)用范圍十分廣泛，如，城市用電、海底用電、資源用電等，因此，送電形式也隨之豐富多樣，電纜需求量也逐漸增加。在電力電纜行業(yè)中，科學(xué)家與行業(yè)精英們?yōu)榱颂嵘斔腿萘俊⒗L輸送距離，堅(jiān)持不懈地進(jìn)行了百余年的研究。除此之外，電力電纜系統(tǒng)的發(fā)展方向有更加安全、更加穩(wěn)定、更加可靠、更加節(jié)能，生產(chǎn)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)的成本更加低廉等。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，高壓超高壓電力電纜發(fā)展核心技術(shù)集中在以下幾個(gè)方面。

1 高壓擠包絕緣電纜技術(shù)

高壓擠包絕緣電纜技術(shù)與絕緣電纜、充油電纜的發(fā)展同期進(jìn)行。早期，擠塑電纜故障頻頻出現(xiàn)，直到20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)這一情況的根源來自于絕緣空間電荷問題，以及隨著使用時(shí)間的拉長而越發(fā)嚴(yán)重的電樹枝老化問題。因此，更高電壓等級的超高壓電纜陸續(xù)研發(fā)完成，并大量投入使用。然而，隨著社會(huì)生產(chǎn)力要求的不斷提升，擠塑電纜無法跟進(jìn)相關(guān)發(fā)展，其技術(shù)水平僅可供電流在較短距離內(nèi)進(jìn)行傳輸。為此，科學(xué)家們開發(fā)出相關(guān)的電纜配件，并不斷地提高配件的可靠性，從而幫助高壓電纜克服發(fā)展難題，廣泛適用于城市電纜網(wǎng)絡(luò)之中。

高壓擠包絕緣電纜技術(shù)的海底應(yīng)用起源于20世紀(jì)下半葉。然而，由于高壓擠包絕緣電纜技術(shù)在海底的種種不穩(wěn)定性，巨大的損耗讓這一技術(shù)的性價(jià)比大大降低，在直流預(yù)壓時(shí)無法產(chǎn)生相對等的空間電荷聚集，從而降低了電壓值，無法保證電流傳輸。為此，工程師開發(fā)出高壓直流擠塑電纜，成功改良交流電的連接方式，形成了高壓/超高壓電力電纜的核心技術(shù)。

2 高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)

高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)主要利用了材料在低溫條件下的特殊變化，例如：阻值降至極小甚至降為零等特征，從而解決了在電流的輸送過程中有可能出現(xiàn)的溫升限制，協(xié)助提升輸送容量，從而完成設(shè)備技術(shù)革新。然而，高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)的使用環(huán)境常為零下幾十度的低溫，配套冷卻設(shè)備造價(jià)高昂，其中的關(guān)鍵配件“導(dǎo)體”十分易壞，安全事故頻發(fā)。

在這一基礎(chǔ)上，工程師針對高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)做出相應(yīng)革新，然而，其穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性都仍有較大提升空間，暫時(shí)無法投入實(shí)際應(yīng)用。盡管如此，高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)仍以其出色的性能成為電力電纜行業(yè)最受關(guān)注的核心技術(shù)之一，如若這一技術(shù)在若干年后可以完成系統(tǒng)研發(fā)并投入使用，電力電纜輸電能力必將獲得長足進(jìn)步。

3 聚乙烯技術(shù)

在高壓超高壓電力電纜行業(yè)技術(shù)中，聚乙烯作為電纜本體絕緣，也成為近日科研項(xiàng)目的主要研究對象。其中，硅橡膠的應(yīng)用在其中起到了較大作用。由于硅橡膠具有高彈性、高耐溫性、強(qiáng)電器性等優(yōu)良特點(diǎn)，其作為主電源材料在電力運(yùn)輸中有了越來越廣闊的應(yīng)用空間，提升了電纜系統(tǒng)的可靠性。

然而，在電力運(yùn)輸中，無機(jī)納米填料對聚合物會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如，增加其中的雜質(zhì)粒子數(shù)量、產(chǎn)生納米粒子表面效應(yīng)、引發(fā)小尺寸效應(yīng)、將聚合物中原有的深陷阱不斷擴(kuò)大填平，變?yōu)闇\陷阱等。為此，相關(guān)學(xué)者在聚乙烯內(nèi)添加導(dǎo)電無機(jī)填料，從而起到抑制空間電荷的作用，重塑載流子絕緣密度，提高聚乙烯的介電性能，從而抑制空間電荷等。

4 聚丙烯技術(shù)

聚乙烯材料在電力電纜材料中有著廣泛的應(yīng)用，該種材料有著理想的電氣性能與耐熱性，但是材料依然具有一定的缺陷，為此，人們開始嘗試尋找新的技術(shù)。與聚乙烯相比而言，聚丙烯有著較高的熔點(diǎn)，在化工技術(shù)的革新下，聚合物改造能力、內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制能力也得到了顯著提升，日本學(xué)者應(yīng)用金屬茂絡(luò)合物制造出聚丙烯聚合物，該種材料的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)材料的不足，可以滿足電纜的使用要求。同時(shí)其絕緣強(qiáng)度在壽命終結(jié)之前依然保持著較高的水準(zhǔn)，符合工程要求，相對于剛投運(yùn)時(shí)其絕緣強(qiáng)度只有很小的下降。

5 其他技術(shù)

除上述技術(shù)之外，高壓超高壓電力電纜行業(yè)技術(shù)中的核心技術(shù)還有：高壓電纜運(yùn)行技術(shù)、大油導(dǎo)技術(shù)、超級粘度電纜油技術(shù)、高壓力供油技術(shù)、擠塑電纜樹枝技術(shù)、XLLPE絕緣技術(shù)、共擠工藝、千式交聯(lián)工藝、柔性直流輸電技術(shù)等。

6 結(jié)語

在可以進(jìn)行科學(xué)預(yù)見的未來，輸電技術(shù)將以地?？栈旌系男问匠霈F(xiàn)，并同時(shí)具備特大高壓、超長距離、超大容量等特性，電力電纜行業(yè)發(fā)展走入最佳時(shí)期。對此，相關(guān)職能部門應(yīng)充分重視高壓/超高壓電力電纜核心技術(shù)的研發(fā)，優(yōu)化水平、降低成本，促進(jìn)我國電力行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。

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