淺談高壓直流電力電纜發展現狀

王坤 趙艷鋒

摘 要：近幾年，我國電力行業得到了快速發展，高壓及超高壓電力電纜（下文簡稱為超高壓電纜）的應用范圍不斷擴大，特別是在較長的輸電線路中。通過對輸電線路的運行情況進行分析可以發現，復雜環境以及不確定因素都會對線路運行的安全性造成較為嚴重的影響，因為超高壓電纜的運行情況會對工業生產，以及人們的日常生活造成直接影響，因此，做好相應的分析工作是必要的。

關鍵詞：高壓及超高壓;電力電纜;覆冰

1 引言

國家電網里面非常關鍵的一部分就是高壓/超高壓的電力電纜，若對電纜運行出現隱患，既會對國家電網安全造成威脅，又會中斷電力的正常供應，干擾到人們的正常生活以及企業的生產運營。因此，相關工作人員應該對高壓/超高壓電力電纜進行嚴格的檢查維護，從而給電纜運行安全帶來一定的保障。

2 高壓電力電纜技術的發展現狀

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到高電壓等級的電力電纜，它根據浸漬劑的不同可分為滴干紙絕緣、充油絕緣等多類電纜。該電纜本身優點顯著，如耐壓強度高，化學性能穩定，耐電暈性能好等。但是也存在制作工藝較復雜，后期的維修保護成本較高，敷設位差小等缺點。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海峽海底電纜工程，它采用的就是聚丙烯—木纖維紙復合紙充油電纜。2009年我國在海南聯網海底電纜工程項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目。油浸紙絕緣電纜在海底電纜中的成功應用標志著該類電纜在制造、設備配合及運行等方面都具備成熟的技術。

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重的危害，該項危害主要是因為空氣溫度、風速、空氣中含有較高含量的液態水造成的，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為雨凇，冰面則會快速增長，這將會對輸電線路造成較為嚴重的破壞。輸電線路運行過程中一旦出現覆冰，風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，由于超高壓電纜都處于較高位置，而在凝凍狀態下，若風力較大，不僅會導致凝凍加快，情況嚴重時，會導致超高壓電纜遭受破壞，甚至會發生斷裂，這對電纜會造成極大的破壞，會導致大規模的長時間停電，對于電網的運行來說會造成較為嚴重的影響，影響人們的正常生活以及工業生產。

2.3 保護區缺乏規范性

依據近年來我國部分高壓/超高壓電力電纜保護區建設情況來看，往往會種植一些超高型不常見的植物或者是建造建造物。有的個體以及團隊為了獲得利益，會在線路保護區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就是生長速度十分快速，可以在兩年內超過5m，對于那些生長條件比較好的區域，桉樹甚至在一年內能夠長至7m，并且種植密度非常高，會給輸電線路造成一定的影響。出現該問題主要是由于當高壓/超高壓電力電纜架設以及投入實際應用后，線路經過區域就會出現保護區，同時國家法律會對其進行保護。除此之外，部分保護區里面土地上的部分人以及團隊會發包以及轉讓自己的土地，承包人員獲得土地使用權后就大量種植果樹以及速生桉樹。有的承包者甚至會在保護區里面違章建設相應的建筑物，既威脅到了線路設備，又對人身安全造成了威脅。

3 高壓/超高壓電力電纜關鍵技術探析

3.1 交聯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，交聯聚乙烯電纜優勢顯著：（1）耐熱性和機械性能良好;（2）敷設安裝方便;（3）電氣性能好，絕緣電阻高;（4）防火措施比充油電纜簡便經濟，事故修復更為簡潔;（5）支持高落差或垂直敷設。據統計，截至2013年底，國家電網在運的交流電力電纜線路中交聯聚乙烯電纜占比已達99.0%，遠超油浸紙絕緣電力電纜。雖然目前來看，交聯聚乙烯已是一種較為過時的絕緣材料，但對于它的可靠性及穩定性研究仍是剛剛起步，隨著相關研究的進一步深入，交聯聚乙烯電纜將迎來全新的應用空間。

3.2 實施防凝凍技術

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生的，尤其是在近幾年，極端天氣的發生頻率比較高，由此而導致高壓/超高壓的電纜輸電線路發生覆冰凝凍幾率逐漸地增大，這已經對高壓/超高壓的電纜輸電線路帶來嚴重地影響，對于高壓/超高壓的電力電纜進行防凝凍技術的探析與研究，需要堅持一個總的原則，那就是因地制宜，這是由于我國地域遼闊，各個地方的差異較大，發生覆冰的原因也各具特點;再者架設超高壓/超高壓的電力電纜所經過的自然地理環境不同，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，所以對這些特殊環境中的輸電線路進行防凝凍技術的研究，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，成功地破除超高壓輸電線路發生覆冰的問題，進一步地保證高壓/超高壓的電力電纜能夠安全的運行。

3.3 加強對保護區的管理

對輸電線路保護區進行嚴格管理，對于新建的超高壓電纜，相應的設計人員就應當充分結合不同區域的實際情況，完成相應的設計工作，并且要將輸電線路射線長度嚴格控制在保護區域內。同時，應當將現階段的改造內容作為基礎，依據不同方面的實際情況，對實際情況進行適當改造，同時，應當針對已經投入應用的線路中的各項設備進行合理改造，確保線路的合理性，使其在運行過程中能夠保持穩定。近幾年，隨著人們環保意識的不斷提升，我國正在開展封山育林，以及退耕還林項目，這對于改善生態環境，提高人們生活質量來說有責重要意義，但是，這也加大了超高壓電纜方面掃除障礙的難度，對于電力行業的發展造成了一定阻礙。針對該現象，應當在設計新建設線路期間，應對提升電力電纜線路經過山區時的按全系數，努力做到普遍情況下，不會在該山區進行開發。而對于已經投入運行的超高壓電纜，針對經過山區和林區的電纜，應當在與實際情況進行合理結合的基礎上，進行適當補償，嚴格依據相應的法律規定執。同時，供電部門還應當同林業部門進行協調溝通，相互協作，完成對保護區的科學管理。

4 結束語

在節能環保的經濟發展理念下，“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發展的必然方向。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，為交聯聚乙烯電纜和高壓及超高壓直流電纜技術的發展奠定了基礎。隨著電力電纜技術與氣體絕緣管道技術的不斷發展，未來電網勢必發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展。

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