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       電纜及附件電網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展
                                 國網(wǎng)武漢高壓研究院電纜技術(shù)研究所 楊黎明

十一五計劃開頭兩年，每年發(fā)電裝機容量超過1×108 kW，將新增的電力輸送到用戶，配套
輸變電變壓器將是裝機容量的四倍。將這些設(shè)備連接起來，就需要使用電線電纜。長距離的輸電，
使用架空線路，因此，需要大量的鋼芯鋁絞線。在發(fā)電廠，變電站，甚至城市內(nèi)，工廠里就得使
用地下電纜來輸配電。
到2020 年，我國計劃發(fā)電裝機容量達12×108 kW，但實際可能要達到15×108 kW。即使達
到15×108 kW 裝機容量，人均也才1 kW 而已，與美國的人均接近3 kW 相比，還有很大的差距，
還需要發(fā)展。這么大的裝機容量，需要配套的輸變電設(shè)備就更多，連接這些輸變電設(shè)備的電纜需
要量也非常之大。估算下來，每增加1 kW 的發(fā)電容量，全社會就需要配套100 m 線纜。
因此，電纜及附件產(chǎn)業(yè)在未來十五年里，一直處于發(fā)展之中。
1 中壓電纜及附件
6 kV，10 kV，20 kV，35 kV 為中壓，城市配電網(wǎng)中中壓主要使用的是交聯(lián)聚乙烯絕緣電力
電纜。2006 年廣東省電網(wǎng)10 kV XLPE 電纜使用量達到15000 km，全國電網(wǎng)的使用量達到100000
km，推算全國各行業(yè)使用量達到250000 km。
這么多電纜都需要附件，即電纜終端，接頭與之配套安裝后，與其它電器設(shè)備相連。中壓電
纜附件的使用量達到100 萬套。35 kV 及以下的電纜附件類型有繞包，熱縮，預(yù)制，冷縮以及插
拔式終端。冷縮和預(yù)制附件絕緣材料以進口高溫硫化液體硅橡膠為主，插拔式終端硅橡膠與乙丙橡皮兩
種材料均有使用。
中壓抗水樹交聯(lián)電纜將作為一項新技術(shù)在電網(wǎng)應(yīng)用推廣。為此，國網(wǎng)武漢高壓研究院11 月
29 日在浙江萬馬電纜公司召開了全國電力系統(tǒng)電纜運行技術(shù)研討會宣貫抗水樹電纜標準。
中壓抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)是指通過提高交聯(lián)電纜抗水樹性能而使得傳統(tǒng)的普通交聯(lián)電纜的
可靠性、安全裕度和使用壽命得到大幅提升的新產(chǎn)品新技術(shù)。
國內(nèi)城網(wǎng)10kV~35kV 系統(tǒng)中，地下使用的普通XLPE 絕緣電纜，普遍在運行8 至12 年生長
出大量水樹，致使大量交聯(lián)電纜發(fā)生因水樹擊穿造成事故，壽命短，影響電網(wǎng)的安全運行。武高
院電纜所在此領(lǐng)域的大量試驗研究表明，通過采用新型抗水樹技術(shù)生產(chǎn)的交聯(lián)電纜，具有良好的
抗水樹老化性能，可靠性高，安全裕度大，具有不低于30 年的正常使用壽命。
歐洲和北美電力系統(tǒng)的中壓交聯(lián)電纜，抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)擁有高達95％的市場占有率和成
熟的運行經(jīng)驗，安全可靠性和使用壽命十分理想。國內(nèi)電網(wǎng)廣大用戶對潮濕環(huán)境中電纜水樹生長
的影響與電纜水樹擊穿機理的認知度不夠，因此中壓交聯(lián)電纜運行壽命短和水樹擊穿事故率高。

抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)在國內(nèi)電力系統(tǒng)尚屬空白，推薦城網(wǎng)地下電纜采用抗水樹交聯(lián)電纜。
結(jié)合我國中壓交聯(lián)電纜生產(chǎn)廠家多，中壓電纜年投運量大的特點，如果能夠使抗水樹交聯(lián)電
纜在國內(nèi)電網(wǎng)中廣泛采用，則可以大大提高中壓電纜線路的運行壽命（從8 至12 年提升至30 年），
減少電網(wǎng)的停電次數(shù)，提高電網(wǎng)安全質(zhì)量，并且顯著降低中壓電纜的更新頻率，具有巨大的社會
效益和經(jīng)濟效益。
采用新型抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)會導(dǎo)致交聯(lián)電纜的成本價格上漲約5％，價格的微小變化不會
在經(jīng)濟層面上影響該技術(shù)的推廣。
武高院已在研究試驗技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行相關(guān)的技術(shù)規(guī)范或試驗標準的起草工作，已經(jīng)報批
了DL/T 1070—2007《中壓交聯(lián)電纜抗水樹性能鑒定試驗方法和要求》標準，推廣該項技術(shù)的技
術(shù)條件已經(jīng)成熟，具備推廣條件。
推廣目標與原則：
（1） 通過推廣相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、試驗標準和其他有效的方式，加大對廣大電力生產(chǎn)一線
部門進行抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)的宣傳和推廣工作，使廣大電纜運行管理部門對該項
推廣技術(shù)的重要意義充分理解。
（2） 通過相關(guān)標準的推廣，推動生產(chǎn)廠家大量采用先進的抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)，提高進
入電網(wǎng)運行的中壓交聯(lián)電纜的抗水樹性能和使用壽命。
             高壓超高壓電纜及附件
110 kV 為高壓電纜，220 kV 至500 kV 為超高壓，高壓超高壓交聯(lián)電纜在城市電網(wǎng)中的使用
量劇增，這與城市地價升高有關(guān)，不僅是電力部門，包括政府，房地產(chǎn)商，民眾均有強烈的要求，
城市電網(wǎng)地下化。
2007 年內(nèi)，僅國家電網(wǎng)公司集中規(guī)模招標采購220 kV 交聯(lián)電纜約945 km，國家電網(wǎng)公司采購的全部是國產(chǎn)電纜。
有向電網(wǎng)供貨資質(zhì)的6 家電纜制造商，現(xiàn)在具備供貨實力的為5 家。這些供貨商在國內(nèi)都是
行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其220 kV 電纜均為立式交聯(lián)線生產(chǎn)，均在武高院通過了為期一年的預(yù)鑒定試
驗。這些企業(yè)不僅質(zhì)量好，而且產(chǎn)能也很大，沈古，漢河均有兩座立塔，華新也要建第二座立塔。
國內(nèi)已建在建的立塔近30 座，交聯(lián)線達40 條，但真正要具備過硬的質(zhì)量，具備供貨資質(zhì)，
還有很長的路要走。
在500 kV 電纜方面，電網(wǎng)已開始有工程使用。上海已招標采購三回中的二回共102 km 500 kV
2500 mm2 交聯(lián)電纜用于世博地下變電站。
海南聯(lián)網(wǎng)工程也已采購一回93 km 500 kV 800 mm2 海底充油電纜。
北京正在設(shè)計500 kV 交聯(lián)電纜線路。
500 kV 電纜在國內(nèi)還是空白，電網(wǎng)工程所需電纜全部進口，工程投資巨大。
武高院電纜所全力推動500 kV 電纜系統(tǒng)的國產(chǎn)化。現(xiàn)在沈古500 kV 交聯(lián)電纜正在武高院進
行一年的預(yù)鑒定試驗，如果通過，2008 年將有國產(chǎn)500 kV 電纜問世，將具備向電網(wǎng)供貨的資質(zhì)。
國產(chǎn)高壓超高壓電纜附件一直落后電纜本體。但在110 kV 這個電壓等級，國產(chǎn)附件制造商已有
10 多家。在我國歷史最悠久的長沙電纜附件公司，2007 年已供貨5000 余套，這些附件可以配套
安裝約1600 km 110 kV 交聯(lián)電纜。110 kV 附件，國產(chǎn)和進口并存，國產(chǎn)附件逐步走向獨占市場。
220 kV 電纜附件的制造商非常少，在武高院通過一年的預(yù)鑒定試驗的只有沈古和長沙，江蘇
安靠的預(yù)鑒定試驗正在進行之中。一旦國產(chǎn)220 kV 附件制造商超過三家通過預(yù)鑒定試驗，并且
運行業(yè)績良好，武高院將推薦220 kV 附件國產(chǎn)化。
500 kV 電纜附件中的戶外終端和接頭，在國內(nèi)僅有江蘇安靠電纜附件公司通過了武高院的型
式試驗，正在籌劃進行一年的預(yù)鑒定試驗。安靠附件公司是電纜附件行業(yè)的后起之秀，它具有歐
美的作派和理念，起點高，開發(fā)新產(chǎn)品，速度非�？臁�
預(yù)鑒定試驗是在批量提供一種型號的超高壓電纜及其附件之前，為了驗證完整的電纜系統(tǒng)具
有滿意的長期可靠性能而進行的試驗。150 kV 以上至500 kV 電纜及其附件在CIGRE 文獻中被認
為是屬于超高壓范圍。
超高壓擠包絕緣電纜及其附件是電網(wǎng)中極重要的組成部分，因此其長期可靠性是首先要考慮
的重大課題；與110 kV 電纜及其附件相比，它們的工作場強很高，故安全裕度較小；它們的絕
緣厚度較厚，熱機械效應(yīng)較嚴重；隨著電壓的增高，電纜本體與附件的設(shè)計以及安裝配合，變得
更為困難。
為了考核超高壓電纜系統(tǒng)的長期可靠性，CIGRE 提出增加預(yù)鑒定試驗[1]，即長期加速老化試
驗，并被IEC 采用起草了IEC 62067 標準[2]于2001 年首次發(fā)布，2006 年IEC 對本標準進行了修
訂。
根據(jù)IEC 62067: 2006 標準和中國國家標準化指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z 18890.1～18890.3—2002
《額定電壓220kV(Um=252kV)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件》[3]，預(yù)鑒定試驗的試樣應(yīng)布置
成能代表安裝設(shè)計條件，如直埋和空氣中敷設(shè)，剛性固定，撓性固定及兩者之間轉(zhuǎn)換的布置。試
驗布置完成后，按順序進行：熱循環(huán)電壓試驗；電纜樣品或電纜系統(tǒng)的雷電沖擊電壓試驗；最后
對電纜系統(tǒng)進行檢查。
熱循環(huán)應(yīng)采用導(dǎo)體電流加熱被試回路，直到電纜導(dǎo)體溫度達到90 ℃～95 ℃。試驗期間由于
環(huán)境溫度的變化需要調(diào)節(jié)導(dǎo)體電流，所選的加熱的方式應(yīng)使遠離附件處的電纜導(dǎo)體溫度達到上述
規(guī)定。
加熱時間應(yīng)至少8 h。每個加熱期內(nèi)導(dǎo)體溫度應(yīng)維持在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)至少2 h，接著是至
少16 h 的自然冷卻。
在整個8760 h 的試驗時間內(nèi)應(yīng)對被試回路施加1.7 U0 電壓和熱循環(huán)，加熱和冷卻循環(huán)應(yīng)進
行至少180 次。
試驗期間電纜系統(tǒng)不能發(fā)生擊穿。
一年的熱循環(huán)電壓試驗結(jié)束后，還要對從電纜系統(tǒng)上取下有效長度至少30 m 的電纜試樣，
在導(dǎo)體溫度達到90 ℃～95 ℃下進行雷電沖擊電壓試驗，也可以直接在電纜系統(tǒng)上進行。電纜試
樣或者電纜系統(tǒng)應(yīng)耐受1050 kV 正負極性各10 次雷電沖擊電壓而不發(fā)生擊穿。
最后，還要采用肉眼檢查電纜系統(tǒng)，應(yīng)無可能影響電纜系統(tǒng)正常運行的劣化跡象。
原國家電力公司投巨資在國網(wǎng)武漢高壓研究院電纜技術(shù)研究所建設(shè)了超高壓電力電纜實驗
室。該實驗室主要任務(wù)之一就是統(tǒng)一對進入電網(wǎng)的超高壓電纜系統(tǒng)進行預(yù)鑒定試驗。
3 未來的發(fā)展
在中壓電纜中，重點推廣應(yīng)用抗水樹電纜，將其作為一項新技術(shù)在電網(wǎng)中使用。直埋地下的
中壓電纜將采用抗水樹電纜，抗水樹電纜性能要符合DL/T 1070—2007《中壓交聯(lián)電纜抗水樹性
能鑒定試驗方法和要求》標準。
武高院電纜所將力推500 kV 電纜及附件國產(chǎn)化。國產(chǎn)500 kV 電纜及附件通過預(yù)鑒定試驗后，
就可以有資質(zhì)進入電網(wǎng)商業(yè)運行。一旦國產(chǎn)化，產(chǎn)品價格將大幅下降，這將直接使電力工程投資
大大節(jié)省，同時，對現(xiàn)有進口500 kV 電纜工程出現(xiàn)故障，國內(nèi)將有技術(shù)實力來維修，這樣可以
打破國外壟斷，縮短停電時間，保證電網(wǎng)安全。500 kV 電纜及附件國產(chǎn)化將使制造商昂貴投資的
立塔發(fā)揮效益，同時也將提高超高壓電纜制造技術(shù)水平。制造和電網(wǎng)均受益，這就保衛(wèi)了國家利
益。
為配合國家電網(wǎng)公司的特高壓（交流1000 kV，直流±800 kV）輸電線路的建設(shè)，將開展特
高壓電纜的關(guān)鍵技術(shù)研究，這是電纜前瞻性的技術(shù)，武高院電纜所將聯(lián)手國內(nèi)外頂尖的電纜制造
商及大學(xué)參與研究。特高壓架空線路在江浙一帶遇到不便逾越的敏感地區(qū)時，可采用非開挖技術(shù)
即遁構(gòu)或頂管，開通地下隧道，在隧道中采用特高壓電纜，將架空線改為地下電纜，通過敏感地
區(qū)后，再恢復(fù)到架空線。
在陸上電纜得到大量應(yīng)用后，海底電纜和橋上電纜也將開始廣泛使用。這實際上是大長度電
纜制造技術(shù)和裝備提升。這要求電纜車間要建在有通大海的碼頭邊上。國外的大型海底電纜廠訂
單已接到2011 年，筆者最近作為南網(wǎng)的電纜技術(shù)顧問，到耐克森挪威電纜公司，幫助做海南聯(lián)
網(wǎng)海底電纜設(shè)計研究評審工作，發(fā)現(xiàn)他們不但裝備特別，技術(shù)很高，而且生意很好，經(jīng)濟效益也
很好。
還有臍帶電纜也值得關(guān)注開發(fā)。