淺析智能電網背景下的電線電纜新技術

王日恒

摘 要：文章在相關理論指導及總結多年實踐工作經驗的基礎上，通過簡述智能電網的發展，對諸如采用耐熱鋁合金電線電纜、碳纖維復合芯軟鋁絞線以及大截面、高強度鋼芯鋁絞線等電線電纜技術進行了較為詳細的分析，旨在為相關人士提供一定的參考意見。

關鍵詞：智能電網；電線電纜；新技術

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0116-02

隨著工業的不斷發展，人類對自然資源的開發與利用與日俱增，但是由于資源極為有限，加上過度開發與利用將會給地球及人類帶來極大的傷害，因此，合理或綜合利用資源、研發新能源以及利用綠色資源等越來越受社會各界人士的關注，其中就包括在智能電網中應用新的電線電纜技術，以此實現加快以特高壓電網為骨架，集“電力流、信息流、業務流”于一身的具有高度智能化電網的建設，并在此基礎上發展電線電纜智能化。

1 智能電網的發展

智能電網指的是于各種電力設備基礎上，經配電網絡形成的新型輸電網，智能電網不僅能對所有用戶與節點進行實時管理與監視，有效實現了電網的完全自動化，而且還最大程度上節約了物力與人力。智能電網加入的能夠與用戶進行高效互動功能，既方便了電力的管理與控制，又使其使用更人性化。例如，由于電網智能具有較為良好的預警、反饋以及自我診斷、修復等性能，因此，其能夠在發生故障時，及時進行自我修復，在自然災害面前，則能夠有效排除故障，保證配電系統的正常運行，此外，其還能在保證整個電網正常運行的基礎上，有效保障用戶電能的使用穩定性。智能電網在高速發展的同時，也在極大程度上促進了電線電纜的蓬勃發展。

2 超導電纜技術

卡茂林-昂尼斯于1911年的一次實驗中發現，當汞冷卻到一定溫度時，其電阻將會在某一時間段沒瞬間消失，即電力在傳輸過程出現無電阻現象，該現象被后世稱之為超導現象，超導電纜技術（即為了有效提高電力的傳送效率而最大限度降低電力傳輸過程中的損耗）也應運而生。其他國家自1996年美國電力研究對高溫超導電纜技術進行了更為深入的研究后，也相繼投入了大量人力與物力，并取得了一定的研究成效，而日本則已將高溫超導電纜并入電網中，并逐漸開始正式投入使用。一般情況下，由于高溫超導電纜技術均采用具有無阻且能夠傳輸高電流密度的超導體材料作為導電體，因此，高溫超導電纜作為超導電纜技術的關鍵組成部分，其優勢在于：

①體積小。由于相對于常規電纜而言，高溫超導電纜所傳輸的電流密度較高，因此，在傳輸相同電流的情況下，高溫超導電纜所需的傳送通道將明顯小于常規電纜，此外，高溫超導電纜在資源利用方面亦憂于其他電纜。

②容量大。由于高溫超導電纜中所使用的導體主要為無阻與臨界電流密度的高溫超導材料，因此，其電能傳輸能力相對較強，故而也具有較強的電流傳輸能力，據相關研究結果顯示，高溫超導電纜的電流傳輸能力約為傳統電纜電流傳輸的3～5倍。

③能夠限制故障電流。由于高溫超導電纜所使用的超導體本身具有一定的電流限制能力，因此，當電網遭遇短路，且短路后的電流增強到一定程度時，高溫超導電纜將會因失去超導性而突然產生電阻，從而有效避免因超導體失去超導性而增強電網電流，最終給電網帶來巨大的損害。

3 特高壓輸電網電線電纜技術

交流電壓為750 kV與1 000 kV（或以上），且直流電壓為800 kV以上的輸電網即為特高壓電網。雖然我國在特高壓輸電網電線電纜技術的研究方面較落后于其他國家，但是在應用方面已達到了世界頂尖的水平。就我國而言，智能電網得以有效應用于實踐中與特高壓電網技術息息相關，由于特高壓電網的電壓較高，因此，其對輸電過程中的傳輸電力的電線電纜要求也就相對較高，但是，隨著社會的進步與對其的需求，其逐漸朝著采用耐熱鋁合金電線電纜、采用碳纖維復合芯軟鋁絞線以及采用大截面、高強度鋼芯鋁絞線等方面發展。

3.1 采用耐熱鋁合金電線電纜

雖然與普通輸電電線電纜相比，耐熱鋁合金電線電纜的輸電容量較高，且載流量普遍可增加至70%～100%，此外，其工作溫度在得到極大提升的同時，其線路損耗也得以降低，加上其硬度較高、重量輕、表面不易磨損以及具有一定的低阻抗能力等特點，因此在鋪設耐熱鋁合金電線電纜的過程中，其不易產生明顯的形態變化。

3.2 高壓、超高壓電纜技術

在智能電網背景下，要建設獨具特色的以高壓為骨架，且能夠協調各級電網的智能電網系統，就應與時俱進，加大對智能電網的投資力度，進一步研究、發展高壓、超高壓電纜技術。隨著“三華同步電網”規劃的逐步落實，高壓、超高壓電纜技術將逐漸成為中國能源輸送的主干線。隨著智能電網建設進程的不斷深入，高壓、超高壓電纜技術將得以大規模的應用。

3.3 新能源專用電纜

目前，“奉獻清潔能源，建設世界一流電網”是我國智能電網充分利用的主要特征之一，因此，分布式能源、光伏發電以及風力發電等新能源專用電纜均相繼問世，并逐漸被應用于實際的智能電網應用中，新能源專用電纜的應用，不僅促進了新能源產業的發展，而且對電纜技術提出了更高的要求，例如，在大型海上風力發電建設與并網過程中必須使用專用的35 kV淺海電力電纜，因此，為了在最大程度上滿足社會需要，并實現資源的充分利用，新能源專用電纜技術將逐漸得到普及。

4 光纖復合低壓電纜技術

復合低壓電纜（OPLC）是通信光纜與電力電纜的有機復合體，不僅能夠有效解決寬帶接入問題，而且還能在實現物聯網智能建筑的基礎上有效解決各種電力與通信結合的實際問題，從而實現智能電網的理想化與智能化。此技術具有的特點主要包括：

①具有較強適應性與機械性。由于自光纖復合低壓電纜技術出現時，其應用環境問題便倍受社會各界相關人士的高度重視，因此，在對其進行進一步研發時，除了提高其適應性外，還在極大程度上加強了其抗壓能力、環境適應能力以及抗沖擊能力等。

②工作溫度能夠長時間兼容光纖復合低壓電纜敷設。

③用途廣泛。光纖復合低壓電纜技術不僅能夠在各種相應的設備與器材的基礎上建立XPON技術，實現于單傳輸線上實行多種業務的目標，并最大限度上降低業務構建成本，而且還有助于人們能夠更方便、快捷使用各種電網業務。

④布置簡易，低施工成本費。復合低壓電纜是一項集電力輸配電纜與光纖于一身且不需要進行二次布線的又一新型技術，與傳統FTTH技術相比，可有效降低電網入駐小區或用戶的各項成本費用，實現諸多塑料、金屬以及管道等資源的優化配置等。

5 結 語

總而言之，在智能電網不斷發展的帶動下，我國各電力行業將隨時發生一場圍繞發電、輸電、變電、配電以及用電等問題所展開的電力變革，并不斷衍生出新的電線電纜技術，且逐漸沿著智能化方向發展，從而為電力事業做出貢獻。

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