我国高压及超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的应用与发展.pdf

2 0 0 1 年第 3期 No3 2 0 01 电 线 电 缆 E e c t fic Wi r e C a b l e 2 0 0 1 年 6 月 J u n ， 2 0 0 1 我国高压及超高压交联聚乙烯绝缘 电力 电缆的应用与发展 应启 良 ， 魏 东。 ， 高小庆。 ， 刘毅刚 ， 陈 平 ( 1 上海 电缆 研究所 ， 上海 2 0 0 0 9 3 2 上海三原电缆附件公 司 上海 2 0 0 0 9 3 3 上海 电缆 配电公 司， 上海2 0 0 0 7 2 ； 4 广州电力公 司电缆管理所 ， 广 东 广州 5 1 0 3 1 0 5北京电力公 司电缆管理所 ， 北京1 0 0 0 2 7 ) 摘要 本文舟绍我 国 1 1 0 k V噩 2 2 0 k V 交联泉 乙烯( X 1 P E) 绝缘电境噩算 附件的发展 。高压 X L P E电境是我 国城 市电网建设与致造工程 采用地 下电境输电 系统的首选产品 。本文叙述 XI P E电缆的绝缘设计原剐 ， 绝缘 质 量控 制要求 ， 特 别是绝缘 中杂质、 擞孔 以噩绝缘 与半导电屏 蔽界 面的擞孔与凸起、 绝缘收缩与交联 工艺的关 系， 噩电缆附件 的选型与预制 附件 橡胶 应力雄的设计方击。舟绍 了我 国特大城市 ， 上海 、 北京与广 州高压 电境 系统的应用情 巩。最后对我 国 1 i 0 k V噩 2 2 0 k V X L P E电境 殛附件进 一步发展 以噩 5 0 0 k V X L P E电缆 系统 发展 与应用前景作 了预剥 关键词 ： X L P E电境 ； 附件 ) X L P E电缆噩 附件设计原则 F 高压 与超 高压 X L P E电缆 系境 中圈分类号 ： T M2 4 7 9 文献标识 码 ： A 文章编号 ： 3 1 1 3 9 2 ( 2 0 0 1 ) 0 3 0 0 0 3 0 7 De v e l o p me nt a nd a p pl i c a t i o n o f hi g h v o l t a g e a n d e x t r a - h i g h v ol t a g e XLPE p o we r c a b l e s y s t e m i n Ch i n a YI NG Qi l i a n g e t a l ( S h a n g h a i E l e c t ri c C a b l e R e s e a r c h hs 血u l e S h g l u t i 2 0 0 0 9 3 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： Th e d e v e l o p me n t o f 1 1 o k V a n d 2 2 0 k V XLP E c a b l e s a n d t h e i r& c c e s s o r i e s i n Ch i n a a r e p r e s e ri t e d Hi g h v o l t a g e XLPE c a b l e i s t h e p r e f e r r e d c h o i c e f o r t r a n s mi s s i o n l i n e u s e d i n p o we r g r i d r e n o v a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n i n Ch i n a Th e p r i n c i p l e o f d e s i g n a n d q u a l i t y c o n t r o l i n ma n u f a c t u r e ( e s p e c i a l l y f o r c o n t a mi n a n t s a n d v o id s i n i n s u l a ti o n，v o i d s a n d p r o t r u s i o n i n t h e i n t e r l a c e b e t we e n i n s u l a t i o n a n d s e mi c 0 n d u c t i v e】 a v e r a n d i n s u l a t i o n s h r i n k a g e r e l a t e d t o c r o s s l i n k i n g p r o c e s s ) o f XLP E i n s u l a t i o n i s d e s c r i b e d Al s o d e s c r i b e d a r e t h e s e l e c t i o n o f a p p l i c a b l e a c c e s s o r i e s f o r XLP E c a b l e s a n d t h e d e s i g n p h i l o s o p h y o f r u b b e r s t r e s s c o n e f o r p r e f a b r i e a t e d a c c e s s o r i e s F i n a l l y ，f u r t h e r d e v e l o p me n t o f 1 1 0 k V a n d 2 2 0 k V XL PE c a b l e s a n d t h e i r a c c e s s o t i e s a s we l l a s d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f 5 0 0 k V XL PE c a b l e s y s t e m i n Ch i n a a r e e n v i s a g e d Ke y w o r d s ：X1 P E c a b l e； a c c e s s o r i e s ；d e s i g n p r i n c i p l e o f XI P E c a b l e a n d a c c e s s o r i e s ： h i g h v o l t a g e a n d e x t r a h i g h v o l t a g e XI P E p o we r c a b l e s y s t e m 1 城 网建 设 与改造 工程 采用 的高压 XL P E 电缆 系统 的发展 随着经济发展以及城市用 电需求的快速增长， 我国自 1 9 8 1 年起开展城网改造与建设工程。 与充油 电缆相比， XL P E电缆由于其辅助设备少 ， 安装与维 护方便 以及在一定防护条件下火灾危险较少 ， 成为 大城市大容量电能传输进入城市负荷中心的地下输 电系统的首选产品。1 1 0 k V 及 2 2 0 k V X L P E电缆 逐步取代充油电缆用于城网改造与建设工程 。这就 收稿 日期 ： 2 0 0 0 1 1 - 2 8 作 者简介 ： 应启 良( 1 9 3 6 一) ， 男， 浙 江省人 ， 教授级 高级 工程师 ， 原上海 电缆研究所副总工程师。 为我国高压 X L P E电缆的发展与规模生 产带来 良 好的机遇。 然而 8 0年代初 ， 我 国尚未开发 1 0 0 k V 及 2 2 0 k V XL P E电缆及其附件产 品 1 9 8 1 年沈阳电缆厂 率先从瑞典引进二手的悬挂式交联生产线( C C V) ， 并取得生产 1 1 0 k V 附件的技术转让。与此同时一 些大城 市的 电力工业 单位 开始 从 国外进 1 3高压 X L P E电缆及附件 ， 用于城网改造与建设工程。 广州 供电局首先于 1 9 8 4 年从 日本进口并安装 4 1 k m 1 1 0 k V X L P E电缆线路 。 接着上海供 电局与北京供 电局分别于 1 9 8 6年与 1 9 8 8年进 口 l 1 0 k V X L P E 电缆及其附件用于电缆输电工程。由于 l 1 0 k V及 2 2 0 k V XL P E电缆与附件在数量与质量上不能满 足市场需求 ， 9 0年代期 间， 我国电缆制造企业不断 维普资讯 http:/ 2 0 0 年第 3期 N o 3 20 0l 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l e 2 0 0 年 6 月 J u n 2 0 0 1 从 国外引进先进的交联电缆生产线 并且在引进生 产线与引进技术的基础上 开发高压 XL E P电缆及 附件， 使得在较短时间内缩短我国与国外先进水平 之 间 的差 距 。现 在 国产 1 0 0 k V X I P E 电缆及 1 】 0 k V预制附件已进入市场 四家电缆制造企业包括 一 家合资企业生产的 2 2 0 k V XI P E电缆已通过国 际大电网会议( C I G RE) 推荐 的型式试验规定 J 该 合资企业的各类 2 2 0 k V 预制附件以及 由专业化附 件生产企业与国外合作生产的 2 2 0 k V预制附件包 括户外终端及绝缘接头通过 C I G RE推荐型式试验 规定。上述 四家电缆企业中有一个 电缆制造企业生 产的 2 2 0 k V X L P E电缆以及 由专业化附件生产企 业合作生产的 2 2 0 k V户外终端及绝缘接头 ， 按 c I G RE推荐的预鉴定试验规定 ， 通过了为期 1 年施 加 l 、 7 3 倍工作 电压， 在比工作温度提高 5。 C 条件下 的预鉴定 试验 预计 国内生产 的 2 2 0 k V X I P E 电缆 及相关的附件在本世纪初将进人市场。 2我国高压 X L E P电缆及附件的技 术进展 2 、 1 高压 X L P E 电缆 ( 1 )X L P E电缆绝缘设计确定 X L P E电缆绝 缘设计应考虑以下关键因素 ： 】 )由于缺陷在 X L P E绝缘中的随机分布 ， 绝缘 的击穿不一定从电场梯度最大处发生和发展 因此 有两种 X L P E电缆绝缘设计原则， 即 X L P E电缆绝 缘的击穿取决于绝缘的最大电场梯度以及绝缘的击 穿取决于平均电场梯度。高压 XL P E电缆的绝缘设 计以及确定绝缘厚度需要兼顾考虑绝缘的最大梯度 与平均梯 度 2 )X L E P电缆附件 的增强绝缘 如终端的应力 锥绝缘与电缆绝缘表面的电场梯度密切相关。确定 电缆绝缘厚度时必须考虑附件 的绝缘设 计要求 。 3 )当单根电缆敷设 长度增加而电缆装盘运输 成为电缆长度的限制因素时 ， 应在绝缘安全裕度范 围内力求减薄电缆绝缘厚度 ， 以减少 电缆尺寸 ， 增加 电缆发运长度 。 ( 2 )】 】 0 k V及 2 2 0 k V X L P E电缆 的绝缘厚度 及其工作 电场梯度考虑上述因素， 我 国国家标准 规 定 的 I l 0 k V XL P E电缆 绝缘 厚 度与 我 国 电线 电 缆 标 准 化 技 术 委 员 会 起 草 的技 术 规 范 规 定 的 2 2 O k V X L P E电缆绝缘设计原则及其工作 电场梯度如 表 l所示 。 ( 3 )高压 X L P E 电缆性 能与其 制造 工艺 关系 高压 XL P E电缆的质量与其生产装备、 生产工艺以 及绝 缘 与半 导 电屏蔽 材料密切相 关 表 2 及 表 3列 出我 国高压 XL P E电缆制造企业包括 两家合 资企 业生产的 1 1 0 k V及 2 2 0 k V XL P E电缆的型式试验 主要项 目的试验结 果 。 0 k V及 2 2 0 k V X L P E电缆型式试验数据是 有价值的信息 它展示了我 国电缆工业在过去十余 年间取 得 的成果 从中可以得出以下的结果 ： 1 )表 2及表 3中所列的电缆制造企业 已相应 具备生产 l 】 O k V 及 2 2 0 k V XL P E电缆的合 格资 格 。 2 )交联生产线上安装在线应力松弛装置 R 0L 对改善高压交联 电缆绝缘 的收缩， 即对消除绝缘热 机械应力似无明显的效果 ， 特别是 2 2 0 k V XL P E电 缆的收缩量已达到规定指标要求的限值 。因此尚需 开展进一步研究工作 以采取有效措施， 力求消除高 压 XL P E绝缘 的热机械应力， 改进电缆绝缘品质 3 )V c v生产线 比CC V生产线更有利于提高 XL P E电缆绝缘的 同心度， 然而采 用先进 的绝缘偏 心监测装置 以及其他有效 的措施， 如表 2中所列的 电缆制造企业 J采用交联管第一段预冷却措施 ， 减 少未交联的绝缘下垂( 以及采用相应 的防下垂绝缘 料等) 亦可以获得良好 的绝缘同心度的效果 。 4 )】 1 O k v X LP E电缆绝缘质量控制要求不及 2 2 0 k V X L P E电缆严格 ， 如 表 4所示 ， 但 1 l 0 k V X L P E电缆绝缘几乎采用与 2 2 0 k V XL P E电缆绝 缘相同的绝缘料与半导电屏蔽料 1 l 0 k V X L P E电 缆的运行梯度又比 2 2 0 k V XL P E电缆低得很多， 如 表 l所示 。因此按 我 国国家标准规 定 的 】 1 O k v X L P E电缆绝缘厚度可以在绝缘安全裕度范围内适 当地减薄 。 ( 4 )高压 X L P E电缆不透水阻挡层的选择 高 压 XL P E电缆的不透水阻挡层是其重要 的组成部 分， 以保护 X L P E电缆避免发生水树 的危害 由于 迄今尚无国际公认的不透水阻挡层的径向阻水试验 方法 我 国的电力工业单位倾 向于选用有金属套 的 高压 X L P E电缆 并按电缆安装敷设条件选用皱纹 铝套电缆或铅套电缆。 对于X L P E电缆的纵向阻水 性能要求尚有不同的意见， 特别对于焊接皱纹铝套 电缆有的电力工业单位认为由于铝套下填充密实的 阻水材料， 会在电缆弯曲时损伤绝缘屏蔽层 ， 因而宁 可采用无纵向阻水结构的焊接皱纹铝套 电缆 我国电力 工业单位采用 的高压 XL P E电缆敷 设方式多采用管道或排管敷设 、 敷设在电缆专用隧 道中或直埋敷设并采用水泥沟保护。这种敷设条件 下 电缆经常浸于水中 因此对高压 XL P E电缆是否 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年第 3期 No 3 2 0 0 l 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l c 2 0 0 1 年 6月 J u n ， 2 0 0 1 击国 德国 意太 利 瑞 典 3 0 7 2 2 5 日本 瑞典 j击国m 4 o 0 1 B O 0 2 7 0 2 5 0 2 4 0 2 4 0 2 3 0 2 3 0 2 5 0 2 5 0 2 2 O 2 2 O 8 6 8 1 7 9 7 1 9 0 7 5 8 6 9 6 7 S 3 ? 4 4 兼顾最大 E 一 6 k VI mm 梯度与平E 3 5 k V mm 均梯度 E一3 3 4 0 k V mm 考虑附件 规范规定 设计 平均梯度 E o 一3 6 k V mm 最大梯度 E 一6 k Vl mm 实际运行 规 范规定 经 验 兼顾最大 E一 9 k V mm 梯度与平 E 4 5 k V mm 均梯度 E， 一4 7 5 3 k V mm 平均梯度 E a 一5 7 k V mm 实际运行 经验 平均梯度 往 ： 绝缘偏心定义为 ( f f ) ， f 其 中 丑 f 分别为鲍缘层 同截面上测得 最大和最小厚度 。 具有在线应力松弛装置( RO L) ， 目的为消除绝缘 中热机械应力 交联管 开始段有导体预冷却措施 。 一报试样恻得数据 5 i ! 一 i i； 0 0 7 6 3 2 1_i 0 S 3 1 ；：；_ 3 5 0 0 O 0 0 0 5 l O 0 【二 M 伸 _。 埘 m m 懈 9 4 7 1 6 2 4 9 ；3 3 舢 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年第 3 期 No 3 2 0 0 1 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r eC a b l e 2 0 0 1年 6月 J u n 。 2 0 0 1 绝缘 绝缘收缩( ) 绝缘偏心 微 孔 ( 十 门0 c ma ) 杂质 ( 十 1 0 c m ) 绝缘与屏 微孔5 0 m 个 蔽界面 凸起8 0 m 个 t g O( U ， 95 1 0 0 ) 1 0 局部放电试验( 】5 ) p C 热循环电压试验 ( 2 U。 ， 9 5 1 0 0。 c) 雷电冲击 电压试验 绝缘褡度试验 ( 士l 0攻未损坏) k V 列出的所有 电缆制造企 业均采用超 净绝缘料匿 超 光 滑半 导 电屏 蔽 料 注： 表 中所列的电缆制造企业均采 用超净 绝缘料及超光滑半导 电屏蔽料 。 与表 2相 同 即XL P E电缆生产线 VC V 制造商 N， 其中 有 ROL装置。 表4 1 1 0 k V厦2 2 0 k V X L P E电缆撖孔杂质 因为该界面的电气绝缘强度易受橡胶应力锥施加于 墨 里 面 凸 起 的 限 值 ( u m X L P E电 缆绝 缘表面的 压力、 绝缘表面的 光滑程 度 可采用铝塑复合保护层作为不透水 阻挡层是有争 议 ， 主要因为尚无公认的径向阻水试验方法。 因而普 遍认为铝塑复合保护层结构的高压 XL P E电缆仅 适用于相对干燥环境安装敷设使用 。 2 2 高压 X L P E电缆附件 ( 1 )高压 X L P E电缆附件优先采用的型式 在 各种不同的高压 XL P E电缆附件中， 我国的电力工 业单位倾向采用预制附件 。这是由于预制附件现场 安装方便， 安装时间较短 ， 并可保证附件质量的一致 性 ， 因为其关键部位如橡胶应力锥均在工厂内加工 制成 ， 并在出厂前经受严格的检验， 因此安装后的预 制附件的性能较少受到工人安装技能的影响。对于 预制附件的橡胶预模制部件 ， 有一些 电力工业单位 倾 向采用三元乙丙橡胶( E P D M) 预模 制部件， 而不 是硅橡胶部件 ， 因为硅橡胶预制件抗撕强度较低 ， 易 在安装过程中受损。 ( 2 )预模制橡胶应力锥设计原理 与油纸绝缘 应力锥不同， 橡胶应力锥是 由电气性能基本上各向 同性的弹性体材料制成。XL P E电缆终端 电气性能 最薄弱部分是橡胶应力锥与电缆绝缘的界面。这是 与清洁程度的影响而改变。 为 此， 本 文 推荐 采 用 预 模 制 橡 胶 应 力 锥 与 XL P E电缆绝缘界面切向电场梯度相等作为电场设 计的优化条件。保持沿此界面切向电场梯度相等的 应力锥 曲线 由下式确定 = 式中； u导体对屏蔽或地之间工作电压 ， k V 丘 橡胶应 力锥与电缆绝缘界面设计切向 电场梯度 ， k V mm R X L P E电缆绝缘半径 ， mm r XL P E电缆导体屏蔽半径 ， mm s 橡胶应力锥材料介电常数 E 1 X L P E电缆绝缘介电常数 X， 橡胶应力锥面曲线坐标， m m 上述橡胶应力锥设计原理已经有限元素方法证 实， 并经有限元素方法校核及改善局部绝缘电场， 由 附件生产企业 s公司开发、 生产的 1 1 0 k V XL P E电 缆户外终端与 GI S终端 的优 良的电气性能证明是 正确台理 。此设计原理对 XL E P电缆预制接头 相似的应力控制部分的设计亦适用 。 ( 3 )高压 X L P E电缆附件的开发与生产我国 于 1 9 8 8年起 在引进技术 的基础上开发高压 XL P E 电缆预制附件 上海电缆研究所于 1 9 9 1年研制硅橡 。 。 。 。 埘 一 一。 。 。 。一 一。 。 。 。 。 q 。 。 q酣 m ” 驰 L 一 一 LiJ 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年第 3期 No 3 2 001 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r eC a B l e 2 0 0 1年 6月 J u n 2 0 0 1 胶应力锥 1 0 k V X L P E电缆终端及 6 9 k V GI S终 端 随后投 入市场。 目前有两个 专业化生产 高压 X L P E 电缆预 制 附件 的企 业 ： S公 司 与 w 公 司 ， 其 中上海电缆研究所控股的专业化生产电缆附件企业 s公司开发 E P D M 橡胶应力锥 1 1 0 k V X L P E电缆 预制型户外终端及 G I S终端 ， 并与国外公 司合作开 发 1 0 k VX L P E电缆预制接头及 2 2 0 k VXL P E电 缆 预制户 外终 端及 接头 。 专业化生产电缆附件企业 w 公司已开发生产 1 1 0 k V X L P E电缆户外终端 。 此外台资企业 G公司 已开发 2 2 0 k V X L P E电缆预制型户外终端 GI S终 端及接头 ， 并准备进行预鉴定试验 。 国内开发的 1 I O k V及 2 2 0 k V XL P E电缆附件 的型式试验结果见 表 5所示 。 表 5 1 1 0 k V夏 2 2 0 k V X L P E 电缆硬制附件 电气 型式试验结果 提水丑热循环试验， 随后施加直流电压 2 0 k V，1 m J n及雷电冲击电压试验 ： 在绝缘接 头两端 的电缆金属套之 间施加 9 5 k V， 土1 0次雷 电冲击 电压井在接头 每端 的电缆金属套 与地之N施加 4 7 5 k V， 土1 0次雷电冲击电压 3古压 xL P E电缆 系统 的应用 缆的 十 城 市裔压电缆线路长度统计 我国 1 1 0 k V X L P E电缆系统于 1 9 8 4年起在电 网中运行。 广州供 电局首先进 口 1 0 k VXL P E电缆 及附件， 敷设安装 4 1 k m X L P E电缆线路 ， 用于城 网改造工程。随后上海供电局与北京供电局分别于 l 9 8 6年及 l 9 8 8年进 口并安装 1 1 0 k V XL P E电缆 线路。至于 2 2 0 k V XL P E电缆 系统， 上海供电局首 先采用进 口 2 2 0 k V X L P E电缆及附件用于城 网改 造工程 ， 随后北京供电局与广州供电局分别 于 1 9 9 2 年及 l 9 9 7 年进 口 2 2 0 k V X LP E电缆及附件 ， 安装 2 2 0 k V X L P E电缆线路用于城网改造工程。 随着 国内生产的 n0 k V X L P E电缆及附件进 入市场， l 9 9 4年起开始 由我国电力工业单位采用 ， 数量逐年增多。 国内生产的 2 2 0 k VXL P E电缆及附 件已经或即将在上海及北京电网中试运行 。 上海、 北 京及广州电网中运行的高压 XL P E电缆线 路长度 及其 占总的高压电缆线路长度 比例如表 6 所示。 目前上海电网高压 X L P E电缆线路 比例较低 ， 然而上海每年高压 X L P E电缆安装数量增长很快。 1 9 9 6年上海 安装 高压 X L P E电缆线 路 5 8 k m， 1 9 9 7年 为 1 3 4 k m， 1 9 9 8年为 1 3 8 k m。城 市 电网 建设 与改造工程采 用高压 XL P E电缆取代 充油 电 注 ： 表中 比倒是指 XL P E电境线路长度与高压 电缆线路总长度 之 比 4我 国高压 夏超高压 X L P E电缆 系统将 来 发展预 测 由于引进先进的 XL P E电缆生产线 ， 在引进技 术基础上进一步发展高压 X LP E电缆及其 附件， 建 立 台资企业 以及 与国外企业 合作生产高压 XL P E 电缆附件 ， 我国生产的高压 XL P E电缆及附件的质 量 已接近国外先进水平 目前我国已有十二条可生 产 2 2 0 k V XL P E电缆的 V CV生产线， 包括约三条 Vc V生产线具有开发及生产 5 0 0 k V X L P E电缆条 件 厂 已装 备十二 条可生产 1 1 0 k V X L P E电缆的 C C V生产线 ， 其中两条 C C V生产线可生产 2 2 0 k V XL P E电缆。1 1 0 k V及 2 2 0 k V XL P E电缆的生产 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年第 3期 N03 2 001 电 线 电 缆 El e c t r i c Wk r e g - Ca b l e 2 0 0 1年 6月 l u n ， 2 O O 1 能力估 计超 过 4 0 0 0 k m 年 我 国在 下世纪 第一个 十 年问 电力工业 单位 及工 业用户对 1 1 0 k V 及 2 2 0 k V X I P E电缆需 量预计 约 1 5 0 0 k m 年 l 1 O k V 及 2 2 0 k V XL P E电缆生产能力可完全满足市场需求 ， 且在今后几十年问尚供大于需。我国电缆制造企业 已经 面临通过竞争淘汰劣质 高压 XL P E电缆产 品 及其制造企业 的严竣形势 。高压 X L P E电缆企业生 存与发展 的关键是供应优 质高压 XL P E电缆产品 以及配套供应高压 X L P E电缆附件。 目前 ， 制造高 压 X L P E电缆 企业 中除合资企业外均无能力对其 提供的高压 X L P E电缆配套供应相应附件 。虽然专 业生产高压 XL P E电缆附件企业对附件配套起 了 重要作用 其中 1 9 9 9 年专业化生产电缆附件企业 s 公 司为市场提供 1 0 0 0套 l l 0 k v X L P E电缆附件 ， 然而 由于高压 XL P E电缆预制附件的特殊性 ， 附件 的设计和品质与 X L P E电缆绝缘的质量， 主要是绝 缘的同心度与绝缘收缩密切相关 。具备配套供应相 关附 件的能力 已经成为高压 XL P E电缆制造企业 占领市场的竞争优势。目前 ， 合资企业 G公司已在 中国市场供应 l l 0 k V XL P E电缆及配套预制附件 。 该企业生产的 2 2 0 k V X L P E电缆及其附件预计将 在 2 3 年 内进入市场。 专业化生产电缆附件企业s 公司与国外企业合作生产的 2 2 0 k V X L P E电缆户 外终端及接头将在 1 2年内供应市场 ， 同时将 自行 开发预模制橡胶应力锥及橡胶预制绝缘件 ， 在高压 XL P E电缆预制附件开发生产上迈 出重大一步 我 国有实力的高压 X L P E电缆生产企业有信 心解决 高压 X L P E电缆附件的配套供应问题 ， 相信不久其 配 套供应 的 XL P E 电缆 附件 将 随同生产 的高压 XL P E电缆进入市场。 我 国的 XL P E电缆技术发展的下 一阶段将是 5 0 0 k V XL P E电缆开发与应用。 预计我国大部分以 5 0 0 k V电缆作为超高压引出线的水 电站及抽水蓄 能电站将采用 5 0 0 k V XL P E电缆 目前浙江省境内 的天荒坪抽水蓄能 电站已采用进 口 5 0 0 k V X I P E 电缆及 GI S终端 。6台 3 6 0MVA升压变压器分为 三个联合单元 采用 3回 5 0 0 k V X L P E电缆作为超 高压引出线 。云南省境内的大朝山水 电站 6台 2 5 0 MVA机组连接成两个联 合单地， 已确定采用 2回 5 0 0 k V X L P E电缆作为超高压引出线 。 山西省境内 西龙池抽水蓄能电站已确定采用 5 0 0 k V XL P E电 缆及附件即将招标 。此外 四川省境 内二滩水电站已 安装 5 0 0 k V低密度聚乙烯 ( L D P E) 绝缘 电缆。 但从 技术经济合理性考虑 ， 5 0 0 k V XL P E更适用于作为 传输 超 高 压 大容 量 电能 的 引 出线 ， 这 是 因为 与 L D P E电缆相 比， XL P E电缆工作温度高 ， 短路允许 温度限值高得多， 并且绝缘 的机械物理性能较优。 因为 进 口 5 0 0 k V XL P E电缆及 附件价 格 昂贵 我 国开 发 与生 产 5 0 0 k V XL P E电缆 及 附 件对 于 电 缆制造企业与电力工业单位均是必然的选择。 目前 我 国约有三个 电缆制造企业装备 的 VC V生产线 ， 有可能开发与生产 5 0 0 k V XL P E电缆 但要实现国 内生产及应用 5 0 0 k V X L P E电缆 ， 其关键问题是进 口特超净绝缘料及超光滑半导 电料在运输以及生产 过程中保持超净状态以及 5 0 0 k V X L P E电缆附件 配套供应 。由于我国一、 二十年间 5 0 0 k V XL P E电 缆系统将主要用于电站超高压引出线 电缆单根长 度不超过 5 0 0 m， 所需配套附件为户外终端及 GI S 终端。在开发 5 0 0 k V XL P E电缆终端同时， 应及早 研制 5 0 0 k V X L P E电缆接头 这不仅因为 5 0 0 k V X L P E电缆接头开发难度很大万一发生 事故 时， 必 须采用 接头进 行电缆接续 ， 而且将 来发展 大长度 5 0 0 k V XL P E电缆线路工程时 ， 接头是必不可少的 附件。预计 国产 5 0 0 k V X L P E电缆及户外终端与 GI S终端将 有可能在下世纪第 一个十年间进入市 场 。 5结论 由于 市场对高压 XL P E电缆及其附件 的强烈 需求， 我国开发 1 1 0 k V及 2 2 0 k V X L P E电缆与其 附件 发展工作主要集中于引进先进 的交联生产线 不断改进交联工艺、 完善质量控制手段以及研究开 发高压 X L P E电缆预制附件， 进行橡胶绝缘件的材 料配方工艺研究 ， 采用合理的橡胶应力锥及绝缘件 的电场设计方法与预制附件计算机辅助设计方法。 l l 0 k V及 2 2 0 k V X L P E电缆与其附件的型式 试验结果表明， 我 国研制生产 的高压 X LP E电缆及 附件符合相 应的 I E C标准与 C I GR E推荐试验的要 求 。高压 X L P E 电缆及 附件 的性能 总体上是 良好 的。然而高压 X L P E电缆特别是 2 2 0 k V X L P E电 缆绝缘收缩性能尚处于合格的边缘 。进一步开展研 究工 作， 采取有 效的工 艺措施 以改 善绝缘 较厚的 XL P E电缆的收缩性能是有必要的。 目前国产 的 1 1 0 k V X L P E电缆及户外终端与 GI S终端 已经产品生产鉴定后批量生产。与国外企 业合作生产的 1 1 0 k V 接头已投入市场 。国内电缆 制造企业 A公 司生产的 2 2 0 k V XL P E电缆 、 专业 生产附件企业 s公 司合作生产的 2 2 0 k V户外终端 与绝缘接头按 C I GR E推荐试验要求在上海电缆研 究 所长期老化试验场进行预鉴定试验 ， 并 已通过试 维普资讯 http:/ 2 0 0 1年第 3 期 No 3 2 0 01 电 线 电 缆 E l e c t r i c W i r e Ca h 【 e 2 0 0 1 年 6月 J u n ， 2 0 0 1 5 0 0 k V 电缆的开发应用与型式选择 何善 庆 ( X - 南大朝I J I 水电有限责任公司 ， 云南 昆明6 5 0 2 3 1 ) 摘要 ： 近代 5 0 0 k V 电缆 的开发应用 已成 为热潮 而首选 的 目标皿是 电缆型 式的选择 本 文就此作 了分析、 比 较 和 概 述 ， 供 甘 话 。 关键词 起 高压电力 电缆 ； 浸 赍纸 挤 塑绝缘 ； 充油电缆 ； 交联 聚 乙烯 ； 选择 中图分类号 ； T M2 4 7 9 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 3 1 1 3 9 2 ( 2 0 0 1 ) 0 3 0 0 0 9 0 3 RS a )o f 5 0 0 k V c a b l e s a n d s e l e c t i o n o f c a b l e t y p e s HE Sha h q i ng 【 Da c h a o s h a n Hy d me l e c tr i co I Ku n mi n g 6 5 0 2 3 1 YI I n n a n P mv i c e Ch i n a) Ab s t r a c t Re c e n t l y，t h e d e v e l o p me n t a n d a p p i c a t i o n o f 5 0 0 k V c a b l e s h a v e b e c o me a r u s h Th e f i s t o b j e c t i v e t h e r e o f s h o u l d b e t O s e l e c t r i g h t c a b l e t y p e s Th i s a r t i c l e ma k e s a n a l y s i s ，c o mp a r i s o n a n d d i s c u s s i o n s f o r c a b l e t y p e s e l e c t i o n Ke y wo r d s：E HV p o we r c a b l e ；i mm e r s e d p a p e r ；e x t r u d e d i n s u l a t i o no i l f i l l e d c a b l e ；XI P E s e l e c t i o n 1 前言 在超高压输 电技术中架空线路和电力电缆是并 行不悖的两种方式， 前者以空气为主绝缘 ， 后者则选 用高耐电强度与介 电系数的介质为绝缘 ， 使其具有 全封闭全屏蔽紧凑型的结构和一定的可挠性 ， 大大 地降低了对空间尺寸和环境条件 的要求 ， 这些独特 的优势使其应用于广阔领域 ， 诸如穿越水中、 地下埋 设等。尽管如此 ， 在过去的二十余年 中， 国内已形成 了上万公里的 5 0 0 k V架空输电网络 ， 而 5 0 0 k V 电 缆 的工程应用寥寥无几 ， 不足二十公里 ； 而且 ， 还缺 收稿 日期 ： 2 0 0 0 1 0 1 6 作者 简介： 何善庆 ( 1 9 3 7) ， 男 ， 浙江 杭州人， 高级 工程 师 少国际认 同的 I E C标准 ， 从开发到商业应用不言而 喻地都存在若干疑窦和难点 大朝 山电站系装机容量 为 6 2 2 5 一l 3 5 0 Mw 的地下水 电站， 选用 5 0 0 k V 电缆已成为必然， 面对 前述的现状 自当细细斟酌、 深入调研 ， 为此曾邀请欧 洲 的 P G、 S E L E C、 AL CA T、 S E 1 ME NS和 A B B 、 日 本的昭和、 住友、 古河 、 日立与藤 昌十大著名厂商来 华作技术交流， 笔者有幸参加此全过程及其后的定 厂涉外谈判 得益非浅 ， 本文就 5 0 0 k v电缆开发研 究， 结构选型 、 设计计算、 鉴定试验等相关问题分述 如下， 供读者参考 。 2 5 0 0 k V 电缆的应用概 况与趋势 第一条 5 0 0 k V 电缆在 l 9 7 5年即已在 日本问 验。预计 国产 l 1 0 k V及 2 2 0 k V X L P E电缆及附件 不久将有力地进入市场竞争。 由于进 口的 5 0 0 k V XL P E电缆及其附件价格 昂贵， 我 国应在 下世 纪初 着 手 开发生 产 5 0 0 k V X L P E电缆及其必需的附件 。今后一 、 二十年问 5 0 0 k V X L P E电缆 系统将首先应用作为水电站及抽水 蓄 能电站 的超高压