高壓超高壓電力電纜技術的應用

曹洵鋮

摘 要：由于城市規劃發展與電氣應用環境的復雜化，高壓超高壓電力電纜應用規模大幅度增長，電力工業紛紛加強對高壓超高壓電力電纜關注度。高壓超高壓電力電纜技術的覆蓋區域廣闊，適合應用在環境復雜、輸電距離較長的線路中，有效地保證了電力供應的穩定性與安全性，該文將就高壓超高壓電力電纜的特性入手，淺析其核心關鍵技術。。

關鍵詞：高壓 超高壓 電力電纜

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（c）-0050-02

隨著我國社會經濟的不斷發展，人民生活水平得到飛躍式的進步。電力作為現代化生活中不可或缺的元素，應用范圍十分廣泛，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。在電力電纜行業中，科學家與行業精英們為了提升輸送容量、拉長輸送距離，堅持不懈地進行了百余年的研究。除此之外，電力電纜系統的發展方向有更加安全、更加穩定、更加可靠、更加節能，生產、安裝、運行、維護的成本更加低廉等。為了實現這一目標，高壓超高壓電力電纜發展核心技術集中在以下幾個方面。

1 高壓擠包絕緣電纜技術

高壓擠包絕緣電纜技術與絕緣電纜、充油電纜的發展同期進行。早期，擠塑電纜故障頻頻出現，直到20世紀60年代，科學家們才發現這一情況的根源來自于絕緣空間電荷問題，以及隨著使用時間的拉長而越發嚴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研發完成，并大量投入使用。然而，隨著社會生產力要求的不斷提升，擠塑電纜無法跟進相關發展，其技術水平僅可供電流在較短距離內進行傳輸。為此，科學家們開發出相關的電纜配件，并不斷地提高配件的可靠性，從而幫助高壓電纜克服發展難題，廣泛適用于城市電纜網絡之中。

高壓擠包絕緣電纜技術的海底應用起源于20世紀下半葉。然而，由于高壓擠包絕緣電纜技術在海底的種種不穩定性，巨大的損耗讓這一技術的性價比大大降低，在直流預壓時無法產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。

2 高溫超導電纜技術

高溫超導電纜技術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的溫升限制，協助提升輸送容量，從而完成設備技術革新。然而，高溫超導電纜技術的使用環境常為零下幾十度的低溫，配套冷卻設備造價高昂，其中的關鍵配件“導體”十分易壞，安全事故頻發。

在這一基礎上，工程師針對高溫超導電纜技術做出相應革新，然而，其穩定性與經濟性都仍有較大提升空間，暫時無法投入實際應用。盡管如此，高溫超導電纜技術仍以其出色的性能成為電力電纜行業最受關注的核心技術之一，如若這一技術在若干年后可以完成系統研發并投入使用，電力電纜輸電能力必將獲得長足進步。

3 聚乙烯技術

在高壓超高壓電力電纜行業技術中，聚乙烯作為電纜本體絕緣，也成為近日科研項目的主要研究對象。其中，硅橡膠的應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、強電器性等優良特點，其作為主電源材料在電力運輸中有了越來越廣闊的應用空間，提升了電纜系統的可靠性。

然而，在電力運輸中，無機納米填料對聚合物會產生較大的影響，如，增加其中的雜質粒子數量、產生納米粒子表面效應、引發小尺寸效應、將聚合物中原有的深陷阱不斷擴大填平，變為淺陷阱等。為此，相關學者在聚乙烯內添加導電無機填料，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

聚乙烯材料在電力電纜材料中有著廣泛的應用，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。與聚乙烯相比而言，聚丙烯有著較高的熔點，在化工技術的革新下，聚合物改造能力、內部結構控制能力也得到了顯著提升，日本學者應用金屬茂絡合物制造出聚丙烯聚合物，該種材料的應用克服了傳統材料的不足，可以滿足電纜的使用要求。同時其絕緣強度在壽命終結之前依然保持著較高的水準，符合工程要求，相對于剛投運時其絕緣強度只有很小的下降。

5 其他技術

除上述技術之外，高壓超高壓電力電纜行業技術中的核心技術還有：高壓電纜運行技術、大油導技術、超級粘度電纜油技術、高壓力供油技術、擠塑電纜樹枝技術、XLLPE絕緣技術、共擠工藝、千式交聯工藝、柔性直流輸電技術等。

6 結語

在可以進行科學預見的未來，輸電技術將以地海空混合的形式出現，并同時具備特大高壓、超長距離、超大容量等特性，電力電纜行業發展走入最佳時期。對此，相關職能部門應充分重視高壓/超高壓電力電纜核心技術的研發，優化水平、降低成本，促進我國電力行業的進步發展。

參考文獻

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