电力电缆的技术现状及其发展趋势
1.1电力电缆用材料
超高压交联电缆用绝缘材料国产化进程加快。110kV等级交联绝缘料和屏蔽料已实现批量国产应用;220kV等级交联绝缘料和屏蔽料已实现示范应用;330kV等级交联绝缘料和屏蔽料启动示范应用。
(1)35kV及以下聚丙烯绝缘料和屏蔽料国产化研制,在配电网络、新能源等领域实现批次应用,时间已超过3年。110kV等级聚丙烯绝缘料和屏蔽料在南方电网110kV线路示范应用。
(2)进口高压直流绝缘材料的工作温度由70℃提升至90℃。国内已开展高压直流绝缘材料研制与示范应用工作。
(3)低烟无卤阻燃护套料、耐火线缆用材料改进升级,能够满足阻燃耐火、机械、电气等综合性能。

1.2电力电缆生产装备
平滑铝套+外护层挤出串联生产线已应用于多家企业。新颖的SSLB500型立式双轴四通道连续挤压技术和装备属国内外首创,实现了66~500kV高压/超高压电缆无缝平滑铝护套的高效稳定生产。
新颖的连续挤压机成套设备包含四通道锥流成形、金属流动均匀性控制、模具快速更换、双流体芯线保护、模座机械锁紧、连续挤压溢料在线处理等7项专利技术。在生产制造过程中,铝护套壁厚均匀、圆度高,无电缆芯线烫伤。该设备显著提升了铝护套的产品质量,同时推动了生产过程的自动化和信息化水平。
平滑铝套+外护层挤出串联生产线采用4根直径为15mm的铝杆作为坯料,最高运行挤铝量为1100kg·h-1;相较于已有工艺和设备,生产效率可提升至1.5~2倍;该生产线可24h连续运转,铝管壁厚偏差小于±5%,圆度达到99%,溢料率小于10%。由于设备采用低负载、大扭矩动力设计,可以根据需要随时启停。同时,设备具有先进的双流体芯线保护系统、经优化设计的全套模具,无需开机试调模,降低了技术难度,提高了工作效率。此外,模座采用机械锁紧结构,避免了由液压系统失效而导致的意外停机、电缆损坏等情况。挤压溢料在线处理系统实现了溢料自动收集打包。平滑铝套+外护层挤出串联生产线的理想工艺,特别适用于生产制造大规格和大长度的陆缆及海缆。
超高压海底电缆用成缆机、主动储放转盘等大型装备实现国产化,并在多家企业安装应用。
1.3电力电缆产品
(1)中高压聚丙烯绝缘电力电缆的研制,正在推进批量应用。
(2)海底电缆制造水平与国际同步。研制的大长度(三芯)超高压海底电缆,长度显著增长,最高电压等级提升至500kV。高压电缆大长度绝缘挤出能力显著提升,达到连续150吨以上。工厂接头研制与制造能力持续提升,交流电压等级达到500kV,直流电压等级达到±400kV。
(3)中高压动态海缆实现示范应用,电压等级达到35kV,并向66kV等级发展。
(4)超高压交流电缆附件实现国产化,500kV国产电缆附件批量应用。±400kV及以下高压直流电缆附件实现国产化和工程应用。
(5)海上风力发电机组用66kV耐扭转电力电缆的研制。风力发电在能源转型中具有重要作用,其中海上风力发电机组66kV耐扭转电力电缆在风力发电机系统中占据重要地位。该电缆安装在风力发电机的塔筒和机舱中,将涡轮机顶部的变压器连接至塔底部的开关设备。在塔内,电缆自由悬挂长度约48m,整根电缆长度约为110m。66kV耐扭转电力电缆的结构示意图见图2。
(6)上海35kV千米级高温超导电缆高温超导电缆具有低损耗、大容量等优势。目前,从科研成果到高温超导电缆生产线、测试中心和相关设施,已在上海宝钢合金钢分厂实现高温超导电缆的工业化应用,同时建成了无人值班的遥控变电站,高温超导电缆经3年的使用,运行效果良好;此外,在上海市中心漕河泾开发区已完成千米级高温超导电缆的示范工程,并成功进行增容考验,已安全运行超过1000天。低温绝缘三相统包超导电缆示意图见图3。35kV高温超导电缆的型式试验要求和绝热性能要求分别见表1,其中U为电缆的额定电压。