在由浙江万马股份有限公司和上海有色网(SMM)联合主办的2024 SMM(第二届)电线电缆产业发展大会上,中国电力科学研究院教授级高工阎孟昆对电力电缆的应用进行了介绍,并对电力电缆检测技术进行了探讨。
电力电缆的工程应用
1.电力电缆的工程应用
北京海淀500kV电缆工程:我国自主生产的500 kV XLPE绝缘电缆和附件开始在城市电网工程——北京海淀500 kV输电工程中应用,该工程2014年6月25日投运,采用架空和电缆混合线路方式,其中电缆部分于2012年6月开工建设,电缆敷设为双回路,电缆全长约6.7km,电缆采用2500mm2,绝缘标称厚度31mm XLPE电缆,其中一回电缆和附件全部国产化。
舟山500kV输电线路工程:首次使用了国际首创、国内自主研发的500 kV XLPE绝缘海底电缆,该工程2016年底开工建设,2018年12月30日开始投运,电缆长度17.9km。在研发、制造、试验检测、安装敷设等方面,全面实现国产化,代表着我国海洋输电最高技术水平,打破了500kV电压等级海缆依赖进口的瓶颈,意味着我国的海洋输电技术迈上了一个新台阶。
陕西330kV输电线路工程:2019年开工建设,2023年6月建成投运的西安东北部330kV架空输电线路落地工程,是目前国内规模最大的超高压电缆系统工程,电缆线路长达100km,导体截面2500mm2。该工程部分线路采用了国产绝缘料与平滑铝套电缆,这对国内长距离超高压电缆建设与运检积累经验。
北京平铝套220kV输电线路工程:2021年11月,国内首批220kV 1×2500mm2平滑铝套超高压交联电缆,在北京电力公司220kV线路迁改工程挂网运行,电缆长度1.185km。
电力电缆工程应用热溶胶、护套料、外半导电料同时挤出,保障铝套和外护套粘接质量。与皱纹铝套比,有效缓解了缓冲层烧蚀问题,具有结构紧凑,热阻小,散热好,载流量比同规格皱纹铝套电缆提高15%以上。但弯曲性能、抗压能力降低,焊接处凸起。
青岛35kV聚丙烯绝缘电缆线路:2022年12月24日,山东首条35kV光纤复合聚丙烯绝缘电缆在青岛挂网运行,电缆型号规格ZC-PPV22-F 26/35 3×400,标志着在35kV绿色环保电缆领域迈出重要一步,此次投运的聚丙烯绝缘电缆在生产过程中累计减少电能消耗4800千瓦时,减排二氧化碳4.8吨。
电力电缆工程应用聚丙烯属于热塑性材料,电缆报废或达到使用年限后可回收利用,未来可作为中压电缆的发展方向。“碳达峰、碳中和”要求。
铝合金电缆在风电场中的应用
优异的导电性能、机械性能、抗蠕变性能、耐腐蚀性能。尤其是价格低、重量轻,安装运输成本低,在风电场中具有一定的应用市场。
电力电缆试验检测
型式试验:主要是为了确定产品的设计是否满足预期的使用要求。多为破坏性的,它是全性能的,包括电气性能,机械物理性能及各种特定要求的性能等。
如果电缆材料、制造工艺、结构或设计发生改变,需重新进行型式试验,出具报告。
预鉴定试验:在一般工业生产基础上供应本部分所包含的一种型式的电缆系统之前进行的试验,以证明该完整电缆系统具有满意的长期运行性能。生产线生产的电缆通过该项试验,电缆才具备商业运行资格(不是运行业绩)。
预鉴定扩展试验:在一般工业生产基础上供应本部分所包含的一种型式的电缆系统之前,系统电缆和附件已经分别通过预鉴定试验,为验证该完整电缆系统具有满意的长期运行性能所进行的试验。f 抗水树电缆试验:对含有能延缓绝缘中水树发展和生长的添加剂、聚合物改性剂或填料的交联聚乙烯绝缘电缆进行的试验。
试验条件
1)试验布置:将约100 m长的电缆,附件之间电缆净长不少于10 m,敷设成实际电缆线路并按实际运行条件要求安装好终端和接头,如刚性固定、挠性固定、直埋敷设和空气中敷设,形成被试电缆线路样品;2)加压时间:连续施加1年1.7倍额定运行电压(216kV);3)循环时间:≥180个循环,≥8h的加热(导体温度90~95℃≥2h),和≥16h的冷却;含最冷月和最热月。4)雷电冲击:对整个试验电缆线路,或取有效长度≥30m的电缆,进行雷电冲击耐压试验。5)解剖检查:对全部试品进行解剖检查,无潮气侵入,无泄漏,无腐蚀等。试验全部通过,预鉴定试验合格,才能安全地投入商业运行。
超高压电缆的预鉴定试验,毫无疑问比过去挂网试运行要严格得多。由于采用这种预鉴定试验代替直接挂网试运行,因此对电网安全运行不会构成影响。
预鉴定试验样品的敷设和安装模拟各种实际情况,与实际情况一致,这样既考核了电缆本体的质量,也考核了附件的质量,同时还考核了电缆与附件的配合质量;既考核电缆系统的长期电性能,还考核电缆系统的热性能和热机械性能。通过这个试验才能保证电缆系统长期可靠的运行,因此,预鉴定试验通过的电缆系统可直接进入电网商业运行。(1年相当于46年)
电力电缆试验检测技术探讨
局部放电:电气设备绝缘内部常存在一些弱点,例如:浇注、挤制或层绕,导致绝缘内部容易出现气隙或气泡。空气的击穿场强比固体绝缘小,在电压作用下这些气隙或气泡重复发生击穿和熄灭现象,这就是电气设备的局部放电。局部放电的能量很小,它的存在并不影响电气设备的短时绝缘强度,但是微弱的放电能量可以慢慢损坏绝缘,日积月累,最后导致整个绝缘被击穿。
其从等效回路、局部放电的测量——脉冲电流法、屏蔽室、工频电压、冲击电压、雷电冲击电压全波、导体电阻、热收缩、微孔杂质、成束燃烧及耐火试验以及导体拉断力等角度进行了阐述。
电力电缆典型质量问题分析
设计方面:结构设计、界面压力和爬电距离。
安装方面:尺寸搭接、杂质引入和密封安装。