電纜及附件電網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展 - 無圖版
cotysj --- 2008-03-12 16:46:14
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電纜及附件電網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展
國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院電纜技術(shù)研究所 楊黎明
十一五計(jì)劃開頭兩年,每年發(fā)電裝機(jī)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(jī)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(zhǎng)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(guó)計(jì)劃發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)12×108 kW,但實(shí)際可能要達(dá)到15×108 kW。即使達(dá)
到15×108 kW 裝機(jī)容量,人均也才1 kW 而已,與美國(guó)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(jī)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(huì)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(dá)到15000 km,全國(guó)電網(wǎng)的使用量達(dá)到100000
km,推算全國(guó)各行業(yè)使用量達(dá)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(dá)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(jìn)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(xiàng)新技術(shù)在電網(wǎng)應(yīng)用推廣。為此,國(guó)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(guó)電力系統(tǒng)電纜運(yùn)行技術(shù)研討會(huì)宣貫抗水樹電纜標(biāo)準(zhǔn)。
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(guó)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(yùn)行8 至12 年生長(zhǎng)
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(yùn)行。武高
院電纜所在此領(lǐng)域的大量試驗(yàn)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(dá)95%的市場(chǎng)占有率和成
熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),安全可靠性和使用壽命十分理想。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)廣大用戶對(duì)潮濕環(huán)境中電纜水樹生長(zhǎng)
的影響與電纜水樹擊穿機(jī)理的認(rèn)知度不夠,因此中壓交聯(lián)電纜運(yùn)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(guó)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(guó)中壓交聯(lián)電纜生產(chǎn)廠家多,中壓電纜年投運(yùn)量大的特點(diǎn),如果能夠使抗水樹交聯(lián)電
纜在國(guó)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(yùn)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(huì)
效益和經(jīng)濟(jì)效益。
采用新型抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù)會(huì)導(dǎo)致交聯(lián)電纜的成本價(jià)格上漲約5%,價(jià)格的微小變化不會(huì)
在經(jīng)濟(jì)層面上影響該技術(shù)的推廣。
武高院已在研究試驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)規(guī)范或試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的起草工作,已經(jīng)報(bào)批
了DL/T 1070—2007《中壓交聯(lián)電纜抗水樹性能鑒定試驗(yàn)方法和要求》標(biāo)準(zhǔn),推廣該項(xiàng)技術(shù)的技
術(shù)條件已經(jīng)成熟,具備推廣條件。
推廣目標(biāo)與原則:
(1) 通過推廣相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和其他有效的方式,加大對(duì)廣大電力生產(chǎn)一線
部門進(jìn)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(yùn)行管理部門對(duì)該項(xiàng)
推廣技術(shù)的重要意義充分理解。
(2) 通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推廣,推動(dòng)生產(chǎn)廠家大量采用先進(jìn)的抗水樹交聯(lián)電纜技術(shù),提高進(jìn)
入電網(wǎng)運(yùn)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(jià)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(qiáng)烈的要求,
城市電網(wǎng)地下化。
2007 年內(nèi),僅國(guó)家電網(wǎng)公司集中規(guī)模招標(biāo)采購220 kV 交聯(lián)電纜約945 km,國(guó)家電網(wǎng)公司采購的全部是國(guó)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(shí)力的為5 家。這些供貨商在國(guó)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(yàn)。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(guó)內(nèi)已建在建的立塔近30 座,交聯(lián)線達(dá)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(zhǎng)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(biāo)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(jì)500 kV 交聯(lián)電纜線路。
500 kV 電纜在國(guó)內(nèi)還是空白,電網(wǎng)工程所需電纜全部進(jìn)口,工程投資巨大。
武高院電纜所全力推動(dòng)500 kV 電纜系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。現(xiàn)在沈古500 kV 交聯(lián)電纜正在武高院進(jìn)
行一年的預(yù)鑒定試驗(yàn),如果通過,2008 年將有國(guó)產(chǎn)500 kV 電纜問世,將具備向電網(wǎng)供貨的資質(zhì)。
國(guó)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(gè)電壓等級(jí),國(guó)產(chǎn)附件制造商已有
10 多家。在我國(guó)歷史最悠久的長(zhǎng)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(guó)產(chǎn)和進(jìn)口并存,國(guó)產(chǎn)附件逐步走向獨(dú)占市場(chǎng)。
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(yàn)的只有沈古和長(zhǎng)沙,江蘇
安靠的預(yù)鑒定試驗(yàn)正在進(jìn)行之中。一旦國(guó)產(chǎn)220 kV 附件制造商超過三家通過預(yù)鑒定試驗(yàn),并且
運(yùn)行業(yè)績(jī)良好,武高院將推薦220 kV 附件國(guó)產(chǎn)化。
500 kV 電纜附件中的戶外終端和接頭,在國(guó)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(yàn),正在籌劃進(jìn)行一年的預(yù)鑒定試驗(yàn)。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(diǎn)高,開發(fā)新產(chǎn)品,速度非常快。
預(yù)鑒定試驗(yàn)是在批量提供一種型號(hào)的超高壓電纜及其附件之前,為了驗(yàn)證完整的電纜系統(tǒng)具
有滿意的長(zhǎng)期可靠性能而進(jìn)行的試驗(yàn)。150 kV 以上至500 kV 電纜及其附件在CIGRE 文獻(xiàn)中被認(rèn)
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(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)很高,故安全裕度較;它們的絕
緣厚度較厚,熱機(jī)械效應(yīng)較嚴(yán)重;隨著電壓的增高,電纜本體與附件的設(shè)計(jì)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(zhǎng)期可靠性,CIGRE 提出增加預(yù)鑒定試驗(yàn)[1],即長(zhǎng)期加速老化試
驗(yàn),并被IEC 采用起草了IEC 62067 標(biāo)準(zhǔn)[2]于2001 年首次發(fā)布,2006 年IEC 對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修
訂。
根據(jù)IEC 62067: 2006 標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)的試樣應(yīng)布置
成能代表安裝設(shè)計(jì)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(yàn)布置完成后,按順序進(jìn)行:熱循環(huán)電壓試驗(yàn);電纜樣品或電纜系統(tǒng)的雷電沖擊電壓試驗(yàn);最后
對(duì)電纜系統(tǒng)進(jìn)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(dá)到90 ℃~95 ℃。試驗(yàn)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(yuǎn)離附件處的電纜導(dǎo)體溫度達(dá)到上述
規(guī)定。
加熱時(shí)間應(yīng)至少8 h。每個(gè)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(gè)8760 h 的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)應(yīng)對(duì)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(jìn)
行至少180 次。
試驗(yàn)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(yàn)結(jié)束后,還要對(duì)從電纜系統(tǒng)上取下有效長(zhǎng)度至少30 m 的電纜試樣,
在導(dǎo)體溫度達(dá)到90 ℃~95 ℃下進(jìn)行雷電沖擊電壓試驗(yàn),也可以直接在電纜系統(tǒng)上進(jìn)行。電纜試
樣或者電纜系統(tǒng)應(yīng)耐受1050 kV 正負(fù)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(yùn)行的劣化跡象。
原國(guó)家電力公司投巨資在國(guó)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(shí)驗(yàn)
室。該實(shí)驗(yàn)室主要任務(wù)之一就是統(tǒng)一對(duì)進(jìn)入電網(wǎng)的超高壓電纜系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)鑒定試驗(yàn)。
3 未來的發(fā)展
在中壓電纜中,重點(diǎn)推廣應(yīng)用抗水樹電纜,將其作為一項(xiàng)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(yàn)方法和要求》標(biāo)準(zhǔn)。
武高院電纜所將力推500 kV 電纜及附件國(guó)產(chǎn)化。國(guó)產(chǎn)500 kV 電纜及附件通過預(yù)鑒定試驗(yàn)后,
就可以有資質(zhì)進(jìn)入電網(wǎng)商業(yè)運(yùn)行。一旦國(guó)產(chǎn)化,產(chǎn)品價(jià)格將大幅下降,這將直接使電力工程投資
大大節(jié)省,同時(shí),對(duì)現(xiàn)有進(jìn)口500 kV 電纜工程出現(xiàn)故障,國(guó)內(nèi)將有技術(shù)實(shí)力來維修,這樣可以
打破國(guó)外壟斷,縮短停電時(shí)間,保證電網(wǎng)安全。500 kV 電纜及附件國(guó)產(chǎn)化將使制造商昂貴投資的
立塔發(fā)揮效益,同時(shí)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(guó)家利
益。
為配合國(guó)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(guó)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(shí),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(shí)際上是大長(zhǎng)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(guó)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(jì)研究評(píng)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(jì)效益也
很好。
還有臍帶電纜也值得關(guān)注開發(fā)。
sunnylht --- 2008-03-13 08:22:34
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這么小的字,看的累啊
wangfs2828 --- 2008-03-19 14:31:58
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你可以復(fù)制粘貼到WORD里面就可以看了。自己改一下字體
-- 結(jié)束 --