高压超高压电力电缆技术的应用

黄志峰

摘要：在城市规划发展和电气应用环境的要求下，高压超高压电力电缆应用大幅度增长，电力工业也开始加大对高压超高压电力电缆的关注。高压超高压适用于环境复杂、输电距离相对较长的线路中，能够极大的保证电力供应的稳定性和安全性，本文根据电力电缆的特性，分析它的核心技术。

关键词：高压超高压；电力电缆；特性

引言

时代不停的前进，在时代进步的过程中，也带动了电力的出现与发展。直到当前社会，电力已经成为现代化生活中不可缺少的一部分，电力电缆也应运而生，他不仅应用范围在科学家们的不断努力下越来越丰富，电力电缆的输送容量的提高，可输送距离的不断加长。在电缆发展的一百多年的历史中，工程师和科学家们不断地围绕着更高的电压、更大的容量、更好的稳定性以及最远的输送距离的目标开展了一系列的研究。

一、高压挤包绝缘电缆技术

高压挤包绝缘电缆的技术和绝缘电缆以及充油电缆的发展是同一时间进行的。在早些时候，塑料电缆经常出现故障，一直到20世纪中期，科学家们发现了故障的根源主要是来源于绝缘空间中的电荷，以及长时间使用后所产生的老化问题。这一事件也推动了更高等级的超高压电缆的诞生，并开始投入使用。然而，超高压电缆要跟不上时代进步的步伐，科学家又开发出不同的电缆配件，并提高了配件的可靠性，进而让高压电缆能够广泛布线于城市电缆网络中。

高压挤包绝缘电缆的技术的海底应用，起源于20世纪的下半叶，但是它在海底存在着很大的不稳定性，在这些不稳定的情况中，显现出来的是在直流电运输过程中能源的巨大损耗，及电流的不正常传输。为此，有科学家开发出了高压直流挤塑电缆，成功的改掉了原来的能源损耗问题，这种改变交流电连接的方式，便就是高压/超高压电力电缆的核心技术。

二、高温超导电缆技术

高温超导电缆技术主要就是利用了一些材料会在低温的条件下发生特殊的、有规律的变化。如果将电缆输送中的阻值降到极小甚至于降到零度，便能够解决电流的输送过程中所能出现的温度的升高的问题，如此一来就能推动设备技术革新了。但是高温超导电缆技术一般都是用于零下几十度的环境之下，所伴随的配套冷却设备造价高昂，且在温度很低的环境下经常会发生故障。

科学家在这个基础上，对高温超导电缆技术进行了革新，使其的稳定性和经济性都留有很大的提升空间，但暂时不能真正的投入实际的应用。尽管如此，它的性能依然被电力电缆行业所看好，成为了倍受关注的核心技术，这一技术如果在未来能够系统的研发出来并投入使用，一定会成为电力电缆事业中的翘楚。

三、聚丙烯技术

交联聚乙烯（crosslinkedpolyethylene，XLPE）作为电力电缆的主要绝缘材料，在电力电缆行业得到了广泛使用，其具有良好的耐热性和电气性能。但是在近几年来社会对环境问题越来越重视，XLPE这一材料是无法在自然环境下降解的，且不能够重复利用，这些缺点与当前社会的环保主题相冲突，因此，科学家们在尝试用小的材料解决这一问题。

聚丙烯和聚乙烯相比中，聚丙烯的熔点更高，科学家们也在不断的探索研究，希望将其打造成新一代的电缆主绝缘材料。但在之前的探索研究中，发现传统的等规立构聚丙烯并不适合用来做电缆的绝缘材料，原因主要在于：1、聚丙烯的弹性差，不易加工；2、容易形成球面结构，从而导致绝缘能力大幅度下降；3、和铜接触后会迅速发生降解反应。由此，聚丙烯并没能在电缆绝缘领域得到太多应用。

四、高压超高压浸渍纸绝缘材料与充油电缆的技术应用

浸渍纸绝缘电缆和充油电缆是最早达到现代意义上的高电压等级的电力电缆。在20世纪50年代后，这类电缆开始大规模的应用，主要是应用于当时修建的高压海底电缆线路，代表着当时的电缆线路水平的最高峰。浸渍纸绝缘电缆与充油电缆在海底中的成功，代表这两种绝缘的电缆，无论从制造、电缆配合设备还是运行的稳定性方面都已经很成熟。

现在基于电缆运行中的经验和发展趋势表明，高压电缆依然有许多的基础问题需要研究解决。

绝缘材料的性能是电缆运行的可靠性的最基础的保障、电缆绝缘可以划分为电缆附件绝缘和电缆的本体绝缘。按照目前来说，交联聚乙烯和硅橡胶分别作为电缆的本体绝缘和附体的绝缘材料，从而得到了广泛的推广。

近十年来，在固体的电介质中添加纳米材料，用来抑制直流电场下空间中的电荷问题，成为了世界的研究重点。世界上主流的工程电介质的相关会议纷纷将纳米电介质纳入征文的主题之一。聚乙烯和交联聚乙烯都是电缆的本体绝缘材料，无机的纳米材料对聚合物的主要影响有：1、会增加聚合物中的杂质离子；2、纳米粒子会出现表面效应进而小尺寸效应。由于，纳米材料严重团聚，实验结果的分散性太大，难以得出稳定的实验数据，不能大范围的推广使用，限制了高压电缆绝缘材料的发展。

由于硅橡胶具有弹性高、耐温、电气性能好等特点，所以在预制式高压电缆附件中得到了更多的应用。硅橡胶系统的稳定性直接决定了电缆系统使用中的可靠性。随着应用的深入和工业水平的显著提高，对材料要求也就越来越高，如何提高硅橡胶材料的性能才能满足现阶段产品的需要成为电力电缆行业关注的重点，其主要集中在硅橡胶材料的机械性能和电气性能以及耐热和导热性能方面。不同的研究方向采用不同的研究手段，有从硅橡胶材料本身上，希望能够改变基胶的结构、填充材料的成分等手段来提高其性能；也有通过共混法试图改变硅橡胶的性能。在原来传统的硅橡胶的材料中混有其他橡塑材料用来混合优化硅橡胶的性能。

电缆的基础研究已经被提上了日程，绝缘材料的学性能仍然是电缆发展的瓶颈问题，纳米技术为了提高材料的电气、机械化及耐热等综合性能提供了可选择的途径。总而言之，电缆材料的进步才能带动电力电缆的进步和使用。

结论

高压超高压电力电缆的使用，是建立在材料发展的基础上的，没有相应材料的支撑就不能制作出能够正常使用的电缆。在制作材料的同时，也要考虑现在和未来的实用性和环境问题。适用于社会发展的材料才是好材料。社会不停的发展，科技不断进步，电力事业将遍布世界，电力电缆也将遍布世界每一个角落。

参考文献

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