淺談高壓直流電力電纜發(fā)展現(xiàn)狀

王坤 趙艷鋒

摘 要：近幾年，我國電力行業(yè)得到了快速發(fā)展，高壓及超高壓電力電纜（下文簡稱為超高壓電纜）的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，特別是在較長的輸電線路中。通過對輸電線路的運(yùn)行情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜環(huán)境以及不確定因素都會對線路運(yùn)行的安全性造成較為嚴(yán)重的影響，因?yàn)槌邏弘娎|的運(yùn)行情況會對工業(yè)生產(chǎn)，以及人們的日常生活造成直接影響，因此，做好相應(yīng)的分析工作是必要的。

關(guān)鍵詞：高壓及超高壓;電力電纜;覆冰

1 引言

國家電網(wǎng)里面非常關(guān)鍵的一部分就是高壓/超高壓的電力電纜，若對電纜運(yùn)行出現(xiàn)隱患，既會對國家電網(wǎng)安全造成威脅，又會中斷電力的正常供應(yīng)，干擾到人們的正常生活以及企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)該對高壓/超高壓電力電纜進(jìn)行嚴(yán)格的檢查維護(hù)，從而給電纜運(yùn)行安全帶來一定的保障。

2 高壓電力電纜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 高壓及超高壓油浸紙絕緣電纜

油浸紙絕緣電纜可以說是最早達(dá)到高電壓等級的電力電纜，它根據(jù)浸漬劑的不同可分為滴干紙絕緣、充油絕緣等多類電纜。該電纜本身優(yōu)點(diǎn)顯著，如耐壓強(qiáng)度高，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐電暈性能好等。但是也存在制作工藝較復(fù)雜，后期的維修保護(hù)成本較高，敷設(shè)位差小等缺點(diǎn)。世界上目前輸送容量最大的電纜工程是2005年在日本竣工的跨伊紀(jì)海峽海底電纜工程，它采用的就是聚丙烯—木纖維紙復(fù)合紙充油電纜。2009年我國在海南聯(lián)網(wǎng)海底電纜工程項(xiàng)目中使用的也是交流500kV的充油電纜，它是我國目前電壓等級最高的海底電纜工程項(xiàng)目。油浸紙絕緣電纜在海底電纜中的成功應(yīng)用標(biāo)志著該類電纜在制造、設(shè)備配合及運(yùn)行等方面都具備成熟的技術(shù)。

2.2 覆冰凝凍造成的危害

覆冰凝凍會對超高壓電纜造成較為嚴(yán)重的危害，該項(xiàng)危害主要是因?yàn)榭諝鉁囟?、風(fēng)速、空氣中含有較高含量的液態(tài)水造成的，特別是初春和冬季，超高壓電纜容易遭受破壞，天氣的變化可能會在超高壓電纜上性雨凇，而隨著溫度的降低，濕雪和動雨也會逐漸變?yōu)橛贲?，冰面則會快速增長，這將會對輸電線路造成較為嚴(yán)重的破壞。輸電線路運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)覆冰，風(fēng)速會對覆冰對電纜造成的危害起到一定的加劇的作用。同時(shí)，由于超高壓電纜都處于較高位置，而在凝凍狀態(tài)下，若風(fēng)力較大，不僅會導(dǎo)致凝凍加快，情況嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致超高壓電纜遭受破壞，甚至?xí)l(fā)生斷裂，這對電纜會造成極大的破壞，會導(dǎo)致大規(guī)模的長時(shí)間停電，對于電網(wǎng)的運(yùn)行來說會造成較為嚴(yán)重的影響，影響人們的正常生活以及工業(yè)生產(chǎn)。

2.3 保護(hù)區(qū)缺乏規(guī)范性

依據(jù)近年來我國部分高壓/超高壓電力電纜保護(hù)區(qū)建設(shè)情況來看，往往會種植一些超高型不常見的植物或者是建造建造物。有的個(gè)體以及團(tuán)隊(duì)為了獲得利益，會在線路保護(hù)區(qū)里面種植很多生長速度很快的按樹，由于速生按樹的主要特點(diǎn)就是生長速度十分快速，可以在兩年內(nèi)超過5m，對于那些生長條件比較好的區(qū)域，桉樹甚至在一年內(nèi)能夠長至7m，并且種植密度非常高，會給輸電線路造成一定的影響。出現(xiàn)該問題主要是由于當(dāng)高壓/超高壓電力電纜架設(shè)以及投入實(shí)際應(yīng)用后，線路經(jīng)過區(qū)域就會出現(xiàn)保護(hù)區(qū)，同時(shí)國家法律會對其進(jìn)行保護(hù)。除此之外，部分保護(hù)區(qū)里面土地上的部分人以及團(tuán)隊(duì)會發(fā)包以及轉(zhuǎn)讓自己的土地，承包人員獲得土地使用權(quán)后就大量種植果樹以及速生桉樹。有的承包者甚至?xí)诒Ｗo(hù)區(qū)里面違章建設(shè)相應(yīng)的建筑物，既威脅到了線路設(shè)備，又對人身安全造成了威脅。

3 高壓/超高壓電力電纜關(guān)鍵技術(shù)探析

3.1 交聯(lián)聚乙烯電纜代替油浸紙絕緣電纜

與油浸紙絕緣電力電纜相比，交聯(lián)聚乙烯電纜優(yōu)勢顯著：（1）耐熱性和機(jī)械性能良好;（2）敷設(shè)安裝方便;（3）電氣性能好，絕緣電阻高;（4）防火措施比充油電纜簡便經(jīng)濟(jì)，事故修復(fù)更為簡潔;（5）支持高落差或垂直敷設(shè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年底，國家電網(wǎng)在運(yùn)的交流電力電纜線路中交聯(lián)聚乙烯電纜占比已達(dá)99.0%，遠(yuǎn)超油浸紙絕緣電力電纜。雖然目前來看，交聯(lián)聚乙烯已是一種較為過時(shí)的絕緣材料，但對于它的可靠性及穩(wěn)定性研究仍是剛剛起步，隨著相關(guān)研究的進(jìn)一步深入，交聯(lián)聚乙烯電纜將迎來全新的應(yīng)用空間。

3.2 實(shí)施防凝凍技術(shù)

在高壓/超高壓的電力電纜輸電過程中，覆冰凝凍是較為普遍發(fā)生的，尤其是在近幾年，極端天氣的發(fā)生頻率比較高，由此而導(dǎo)致高壓/超高壓的電纜輸電線路發(fā)生覆冰凝凍幾率逐漸地增大，這已經(jīng)對高壓/超高壓的電纜輸電線路帶來嚴(yán)重地影響，對于高壓/超高壓的電力電纜進(jìn)行防凝凍技術(shù)的探析與研究，需要堅(jiān)持一個(gè)總的原則，那就是因地制宜，這是由于我國地域遼闊，各個(gè)地方的差異較大，發(fā)生覆冰的原因也各具特點(diǎn);再者架設(shè)超高壓/超高壓的電力電纜所經(jīng)過的自然地理環(huán)境不同，有的是在較高的山地上;有的是穿越河流;有的則是在山峽之間，所以對這些特殊環(huán)境中的輸電線路進(jìn)行防凝凍技術(shù)的研究，始終需要做到因地制宜，具體問題具體分析，從而探究出適合的防凝凍技術(shù)，成功地破除超高壓輸電線路發(fā)生覆冰的問題，進(jìn)一步地保證高壓/超高壓的電力電纜能夠安全的運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)對保護(hù)區(qū)的管理

對輸電線路保護(hù)區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格管理，對于新建的超高壓電纜，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合不同區(qū)域的實(shí)際情況，完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，并且要將輸電線路射線長度嚴(yán)格控制在保護(hù)區(qū)域內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)將現(xiàn)階段的改造內(nèi)容作為基礎(chǔ)，依據(jù)不同方面的實(shí)際情況，對實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)改造，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對已經(jīng)投入應(yīng)用的線路中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行合理改造，確保線路的合理性，使其在運(yùn)行過程中能夠保持穩(wěn)定。近幾年，隨著人們環(huán)保意識的不斷提升，我國正在開展封山育林，以及退耕還林項(xiàng)目，這對于改善生態(tài)環(huán)境，提高人們生活質(zhì)量來說有責(zé)重要意義，但是，這也加大了超高壓電纜方面掃除障礙的難度，對于電力行業(yè)的發(fā)展造成了一定阻礙。針對該現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)新建設(shè)線路期間，應(yīng)對提升電力電纜線路經(jīng)過山區(qū)時(shí)的按全系數(shù)，努力做到普遍情況下，不會在該山區(qū)進(jìn)行開發(fā)。而對于已經(jīng)投入運(yùn)行的超高壓電纜，針對經(jīng)過山區(qū)和林區(qū)的電纜，應(yīng)當(dāng)在與實(shí)際情況進(jìn)行合理結(jié)合的基礎(chǔ)上，進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)的法律規(guī)定執(zhí)。同時(shí)，供電部門還應(yīng)當(dāng)同林業(yè)部門進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，相互協(xié)作，完成對保護(hù)區(qū)的科學(xué)管理。

4 結(jié)束語

在節(jié)能環(huán)保的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念下，“高能效、低損耗”的高壓及超高壓電力電纜輸電方式是電力行業(yè)發(fā)展的必然方向。眾多研究人員就提高電纜性能材料、解決空間電荷的測量問題、避免施工過程中可能出現(xiàn)的電纜損傷以及覆冰凝凍對電力電纜線路的危害等問題展開了研究，為交聯(lián)聚乙烯電纜和高壓及超高壓直流電纜技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著電力電纜技術(shù)與氣體絕緣管道技術(shù)的不斷發(fā)展，未來電網(wǎng)勢必發(fā)展成為架空輸電線路、氣體絕緣管道線路與電力電纜線路混合輸電的模式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]董丹丹.500kV電力電纜施工設(shè)計(jì)與管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].鄭州大學(xué)，2017.

[2]魏志強(qiáng)，陳孝湘.雙回路超高壓電纜淺埋暗挖隧道斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2016，46（S2）：564-568.

[3]吳小東.超高壓電力電纜工程設(shè)計(jì)及施工關(guān)鍵技術(shù)淺談[J].通訊世界，2016（23）：208-209.

[4]劉青，張濤，高智益，張成.高壓超高壓電力電纜光纖測溫技術(shù)研究及應(yīng)用[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2015（11）：112-114.

[5]唐英波.超高壓電力電纜電氣參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].大連理工大學(xué)，2015.