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技術(shù)文章
為你講解電力電纜的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
點(diǎn)擊次數(shù)：2171 發(fā)布時(shí)間：2009-10-26
超高壓、大長(zhǎng)度、大截面、多樣化和高可靠性是當(dāng)今電力電纜技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。新的電纜技術(shù)表觀在新的電纜品種中。
為什么要用特高壓輸電？為了保證安全，我們使用的電壓都比較低，我國(guó)定為380伏（線電壓）和220伏（相電壓）。為什么輸電的電壓卻越來(lái)越高？這是因?yàn)榫€路輸送的功率=電壓*電流，如果輸送的電壓低，輸送同樣功率的電能，輸送的電流就要大。而線路上的損耗與電流的平方成正比，輸電線路的電壓損失也與電流成正比，就是說(shuō)，大電流輸送損耗太大。為了減小損耗，使電力能遠(yuǎn)距離輸送，必須盡量提高輸電的電壓。
我國(guó)電力系統(tǒng)于20世紀(jì)70年代末80年代初出現(xiàn)500千伏輸電系統(tǒng)，并規(guī)劃建設(shè)750千伏輸電系統(tǒng)，世界上一些國(guó)家己規(guī)劃和建設(shè)百萬(wàn)伏以上的交流特高壓輸電工程，其電壓等級(jí)有：1000（1100）、1050（1150）、1100（1200）、1150（1260）、1200（1320）千伏等多種。
2005年1月8日一10日，西北電網(wǎng)750kV輸電工程用擴(kuò)徑導(dǎo)線與母線技術(shù)鑒定會(huì)在北京舉行。我國(guó)高壓電纜突破750k V，據(jù)了解，一旦正式投入生產(chǎn)，初期就有幾千噸的市場(chǎng)。
1、氣體絕緣管道電纜（GIL, GIC）
GILzui初用于發(fā)電廠和變電站的GIS短距離延伸。由于氣體絕緣管道電纜適于高壓特大電流傳輸，早于20世紀(jì)70年代就進(jìn)人實(shí)用化過程，美國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本、法國(guó)等都建成了實(shí)用化線路。美國(guó)于20世紀(jì)80年代就己開發(fā)出1200米的GIL樣機(jī)，日本于1998年建成世界zui長(zhǎng)的GIL （275KV、3.3km、二回路）；法國(guó)EDF也在進(jìn)行100km長(zhǎng)的GIL適用性論證。
我國(guó)發(fā)展特高壓輸電線已完成技術(shù)論證，因此盡快開發(fā)GIL確是我國(guó)電工制造部門的當(dāng)務(wù)之急。
2、塑料被覆架空高壓電纜
英國(guó)BICC電纜公司和Balfour Kilpatrick公司聯(lián)合開發(fā)了一種新穎的塑料被覆架空高壓電纜。這種新的被覆電纜克服了早期產(chǎn)品的許多缺點(diǎn)，將在英國(guó)的配電系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
新開發(fā)的這種高壓電纜，*可以掛在現(xiàn)有的電桿上，無(wú)需擔(dān)心電纜的下垂和風(fēng)力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。它具有更為剛性的線芯，懸掛特性遠(yuǎn)優(yōu)于早期的同類電纜，也就是說(shuō)在不增加電纜重量的情況下，增加了電纜的強(qiáng)度。目前，它已通過惡劣環(huán)境測(cè)試，證實(shí)其*可以代替一般的裸線電纜、鋁芯鋼覆電纜、鋁愷裝電纜，它的工作電壓為11—24KV，價(jià)格高于現(xiàn)有的被覆電纜約30%（約為裸線電纜的2倍）。但由于無(wú)需樹立新的電桿，安裝費(fèi)用將十分低廉。
3、鋁合金導(dǎo)線
根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在今后若干年中鋁合金導(dǎo)線的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)前景十分廣闊，它不僅用于輸電線路和光纖復(fù)合架空導(dǎo)線（OPGW），還將大量用做CATV寬帶網(wǎng)接人用戶電纜的編制線。
*，從西南各省和三峽向廣東送電的線路，都需要經(jīng)過像貴州、湖南、云南等省的高山峽谷及重冰區(qū)地帶，在這些地帶要建設(shè)性能優(yōu)良的輸電線路，導(dǎo)線僅僅采用鋼芯鋁絞線顯然是不夠的，也是不合理的，經(jīng)專家反復(fù)論證，鋼芯鋁合金絞線將是zui重要的一種新型線種，將在這些工程中采用。如此眾多的長(zhǎng)跟離、超高壓輸電線路需要在較短的時(shí)間內(nèi)建成，這就為我國(guó)鋁合金導(dǎo)線的制造廠提供了一個(gè)新的、zui重要的發(fā)展機(jī)遇。
4、大長(zhǎng)度大截面超高壓電力電纜
這一大類電力電纜技術(shù)開發(fā)包括以下品種：
（1）、大長(zhǎng)度海底電力電纜，有充油電力電纜和交聯(lián)電力電纜，電壓等級(jí)為35—110KV,截面可達(dá)500—1200mm2，長(zhǎng)度發(fā)展到幾十公里至上百公里；
（2）、大截面高壓交聯(lián)電纜，電壓等級(jí)為110 — 220KV主要規(guī)格1000—2500mm2；
（3）、大截面超高壓交聯(lián)電力電纜，電壓等級(jí)為275—500KV，主要規(guī)格1000—2500mm2；
（4）、110—500KV充油電纜，主要規(guī)格1000—2500mm2；
（5）、高壓、超高壓電纜附件，主要規(guī)格110一500KV，400一2500mm2；
5、充油電纜
500千伏充油電纜迄今已有70多年運(yùn)行歷史，是*的絕緣性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠的高壓及超高壓電纜。但由于介質(zhì)損耗系數(shù)較大，故其在超高壓下傳輸大容量電能就受到其他型式電纜的挑戰(zhàn)。70年代起500千伏充油電纜己在國(guó)外水電站安裝運(yùn)行。中國(guó)從1964年開始，66千伏、110千伏、220千伏及300千伏充油電纜己按適用的電壓等級(jí)相繼在各電廠、水電站及城市電網(wǎng)中運(yùn)行。500千伏充油電纜亦己在東北電網(wǎng)錦州至遼陽(yáng)線路上運(yùn)行。目前中國(guó)沈陽(yáng)電纜廠、上海電纜廠均已掌握500千伏充油電纜制造技術(shù)。紅旗電纜廠已具備制造500千伏及更高電壓級(jí)充油電纜的生產(chǎn)線。
中國(guó)生產(chǎn)的500千伏充油電纜的工作油壓為0.4-0.8兆帕。當(dāng)敷設(shè)落差為130米時(shí)，下端電纜油壓達(dá)1.6-2.0兆帕。電纜金屬可以采用鉛套或皺紋鋁套。鉛套充油電纜需要有非磁性金屬帶徑向及縱向加固。皺紋鋁套充油電纜不需金屬帶加固，可以滿足電站對(duì)500千伏電纜敷設(shè)高差130米的要求。
對(duì)500千伏充油電纜進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)及載流量計(jì)算。500千伏充油電纜導(dǎo)體zui高溫度為85攝氏度。對(duì)500千伏充油電纜進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)及載流量計(jì)算，500千伏充油電纜常用截面范圍800 -2500平方毫米。
為什么要用特高壓輸電？為了保證安全，我們使用的電壓都比較低，我國(guó)定為380伏（線電壓）和220伏（相電壓）。為什么輸電的電壓卻越來(lái)越高？這是因?yàn)榫€路輸送的功率=電壓*電流，如果輸送的電壓低，輸送同樣功率的電能，輸送的電流就要大。而線路上的損耗與電流的平方成正比，輸電線路的電壓損失也與電流成正比，就是說(shuō)，大電流輸送損耗太大。為了減小損耗，使電力能遠(yuǎn)距離輸送，必須盡量提高輸電的電壓。
我國(guó)電力系統(tǒng)于20世紀(jì)70年代末80年代初出現(xiàn)500千伏輸電系統(tǒng)，并規(guī)劃建設(shè)750千伏輸電系統(tǒng)，世界上一些國(guó)家己規(guī)劃和建設(shè)百萬(wàn)伏以上的交流特高壓輸電工程，其電壓等級(jí)有：1000（1100）、1050（1150）、1100（1200）、1150（1260）、1200（1320）千伏等多種。
2005年1月8日一10日，西北電網(wǎng)750kV輸電工程用擴(kuò)徑導(dǎo)線與母線技術(shù)鑒定會(huì)在北京舉行。我國(guó)高壓電纜突破750k V，據(jù)了解，一旦正式投入生產(chǎn)，初期就有幾千噸的市場(chǎng)。
1、氣體絕緣管道電纜（GIL, GIC）
GILzui初用于發(fā)電廠和變電站的GIS短距離延伸。由于氣體絕緣管道電纜適于高壓特大電流傳輸，早于20世紀(jì)70年代就進(jìn)人實(shí)用化過程，美國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本、法國(guó)等都建成了實(shí)用化線路。美國(guó)于20世紀(jì)80年代就己開發(fā)出1200米的GIL樣機(jī)，日本于1998年建成世界zui長(zhǎng)的GIL （275KV、3.3km、二回路）；法國(guó)EDF也在進(jìn)行100km長(zhǎng)的GIL適用性論證。
我國(guó)發(fā)展特高壓輸電線已完成技術(shù)論證，因此盡快開發(fā)GIL確是我國(guó)電工制造部門的當(dāng)務(wù)之急。
2、塑料被覆架空高壓電纜
英國(guó)BICC電纜公司和Balfour Kilpatrick公司聯(lián)合開發(fā)了一種新穎的塑料被覆架空高壓電纜。這種新的被覆電纜克服了早期產(chǎn)品的許多缺點(diǎn)，將在英國(guó)的配電系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
新開發(fā)的這種高壓電纜，*可以掛在現(xiàn)有的電桿上，無(wú)需擔(dān)心電纜的下垂和風(fēng)力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。它具有更為剛性的線芯，懸掛特性遠(yuǎn)優(yōu)于早期的同類電纜，也就是說(shuō)在不增加電纜重量的情況下，增加了電纜的強(qiáng)度。目前，它已通過惡劣環(huán)境測(cè)試，證實(shí)其*可以代替一般的裸線電纜、鋁芯鋼覆電纜、鋁愷裝電纜，它的工作電壓為11—24KV，價(jià)格高于現(xiàn)有的被覆電纜約30%（約為裸線電纜的2倍）。但由于無(wú)需樹立新的電桿，安裝費(fèi)用將十分低廉。
3、鋁合金導(dǎo)線
根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在今后若干年中鋁合金導(dǎo)線的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)前景十分廣闊，它不僅用于輸電線路和光纖復(fù)合架空導(dǎo)線（OPGW），還將大量用做CATV寬帶網(wǎng)接人用戶電纜的編制線。
*，從西南各省和三峽向廣東送電的線路，都需要經(jīng)過像貴州、湖南、云南等省的高山峽谷及重冰區(qū)地帶，在這些地帶要建設(shè)性能優(yōu)良的輸電線路，導(dǎo)線僅僅采用鋼芯鋁絞線顯然是不夠的，也是不合理的，經(jīng)專家反復(fù)論證，鋼芯鋁合金絞線將是zui重要的一種新型線種，將在這些工程中采用。如此眾多的長(zhǎng)跟離、超高壓輸電線路需要在較短的時(shí)間內(nèi)建成，這就為我國(guó)鋁合金導(dǎo)線的制造廠提供了一個(gè)新的、zui重要的發(fā)展機(jī)遇。
4、大長(zhǎng)度大截面超高壓電力電纜
這一大類電力電纜技術(shù)開發(fā)包括以下品種：
（1）、大長(zhǎng)度海底電力電纜，有充油電力電纜和交聯(lián)電力電纜，電壓等級(jí)為35—110KV,截面可達(dá)500—1200mm2，長(zhǎng)度發(fā)展到幾十公里至上百公里；
（2）、大截面高壓交聯(lián)電纜，電壓等級(jí)為110 — 220KV主要規(guī)格1000—2500mm2；
（3）、大截面超高壓交聯(lián)電力電纜，電壓等級(jí)為275—500KV，主要規(guī)格1000—2500mm2；
（4）、110—500KV充油電纜，主要規(guī)格1000—2500mm2；
（5）、高壓、超高壓電纜附件，主要規(guī)格110一500KV，400一2500mm2；
5、充油電纜
500千伏充油電纜迄今已有70多年運(yùn)行歷史，是*的絕緣性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠的高壓及超高壓電纜。但由于介質(zhì)損耗系數(shù)較大，故其在超高壓下傳輸大容量電能就受到其他型式電纜的挑戰(zhàn)。70年代起500千伏充油電纜己在國(guó)外水電站安裝運(yùn)行。中國(guó)從1964年開始，66千伏、110千伏、220千伏及300千伏充油電纜己按適用的電壓等級(jí)相繼在各電廠、水電站及城市電網(wǎng)中運(yùn)行。500千伏充油電纜亦己在東北電網(wǎng)錦州至遼陽(yáng)線路上運(yùn)行。目前中國(guó)沈陽(yáng)電纜廠、上海電纜廠均已掌握500千伏充油電纜制造技術(shù)。紅旗電纜廠已具備制造500千伏及更高電壓級(jí)充油電纜的生產(chǎn)線。
中國(guó)生產(chǎn)的500千伏充油電纜的工作油壓為0.4-0.8兆帕。當(dāng)敷設(shè)落差為130米時(shí)，下端電纜油壓達(dá)1.6-2.0兆帕。電纜金屬可以采用鉛套或皺紋鋁套。鉛套充油電纜需要有非磁性金屬帶徑向及縱向加固。皺紋鋁套充油電纜不需金屬帶加固，可以滿足電站對(duì)500千伏電纜敷設(shè)高差130米的要求。
對(duì)500千伏充油電纜進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)及載流量計(jì)算。500千伏充油電纜導(dǎo)體zui高溫度為85攝氏度。對(duì)500千伏充油電纜進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)及載流量計(jì)算，500千伏充油電纜常用截面范圍800 -2500平方毫米。