Анализ текущей ситуации и развития силовых кабелей и аксессуаров

Устройство оперативного контроля наклона опоры ЛЭП, которое отражает наклон и деформацию опоры ЛЭП в работе.

Силовой кабель с трубчатыми проводниками

Силовой кабель с трубчатым проводником представляет собой разновидность токопроводящего оборудования, проводник которого представляет собой круглую медную или алюминиевую металлическую трубку и обернут.

с изоляцией, причем изоляция покрыта заземляющим металлическим экранирующим слоем.В настоящее время общий уровень напряжения составляет 6-35 кВ.

 

По сравнению с традиционными силовыми кабелями, благодаря своим конструктивным особенностям, он имеет следующие технические преимущества:

1) Проводник трубчатый, большой площади сечения, с хорошей теплоотдачей, большой токопроводящей способностью (токопроводимость одиночного

обычное оборудование может достигать 7000 А) и хорошие механические характеристики.

2) Покрыт твердой изоляцией, с экранированием и заземлением, безопасен, экономит место и требует небольшого обслуживания;

3) Внешний слой может быть оснащен броней и оболочкой, обладающей хорошей атмосферостойкостью.

 

Кабели с трубчатыми проводниками подходят для стационарных линий электропередачи с большой пропускной способностью, компактностью и коротким расстоянием в условиях современного развития энергетики.

Кабель с трубчатым проводником, обладающий выдающимися техническими преимуществами, такими как большая пропускная способность, экономия места, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям, безопасность, простота

установка и обслуживание, может заменить обычные силовые кабели, GIL и т. д. в определенных сценариях применения и стать выбором для тяжелых нагрузок.

конструкция соединения.

 

В последние годы силовые кабели с трубчатыми проводниками широко используются в новых отечественных интеллектуальных подстанциях, крупных фотоэлектрических, ветроэнергетических, атомных электростанциях.

энергетика, нефтяная, сталелитейная, химическая, электрифицированная железная дорога, городской железнодорожный транспорт и другие области, а уровень напряжения также достиг высокого напряжения.

поле от начального низкого напряжения.Число производителей увеличилось с нескольких европейских и американских производителей до десятков, в основном в Китае.

 

Изоляция отечественных силовых кабелей с трубчатыми проводниками подразделяется на пропитанную эпоксидной смолой бумажную отливку, экструзию из силиконовой резины, экструзию из EPDM,

намотка полиэфирной пленки и другие виды.Судя по текущему опыту производства и эксплуатации, основными проблемами, с которыми приходится сталкиваться, являются проблемы с изоляцией,

такие как долгосрочная работа твердых материалов и выбор толщины изоляции, механизм развития и обнаружение твердой изоляции.

дефектов, а также исследования в области промежуточного соединения и контроля напряженности поля на клеммах.Эти проблемы аналогичны проблемам обычных экструдированных

изолированные силовые кабели.

 

Кабель с элегазовой изоляцией (ГИЛ)

Линии электропередачи с газовой изоляцией (GIL) — это оборудование для передачи электроэнергии высокого напряжения и большого тока, в котором используется газ SF6 или смесь газа SF6 и N2.

изоляции, а корпус и проводник расположены на одной оси.Проводник изготовлен из трубы из алюминиевого сплава, а оболочка закрыта

катушка из алюминиевого сплава.GIL аналогичен коаксиальной трубопроводной шине в распределительном устройстве с элегазовой изоляцией (КРУЭ).По сравнению с ГИС, GIL не имеет

требования к разрыву и гашению дуги, а его изготовление относительно просто.Он может выбрать различную толщину стенок, диаметр и изоляцию.

газ, который может экономически удовлетворить различные требования.Поскольку SF6 является очень сильным парниковым газом, SF6-N2 и другие смешанные газы постепенно

используются в качестве заменителей на международном уровне.

 

GIL имеет такие преимущества, как удобство установки, эксплуатации и обслуживания, низкий уровень отказов, меньшее количество работ по техническому обслуживанию и т. д. Он может упростить проводку

электростанции и подстанции, с расчетным сроком службы более 50 лет.Он имеет почти 40-летний опыт работы за рубежом, а общий глобальный

Длина установки превысила 300 км.GIL имеет следующие технические характеристики:

1) Передача большой мощности осуществляется с высокой допустимой нагрузкой по току до 8000 А.Емкость намного меньше, чем у обычных высокопроизводительных

кабели напряжения, а компенсация реактивной мощности не требуется даже при передаче на большие расстояния.Потери в линии ниже, чем у обычных высокопроизводительных

кабели напряжения и воздушные линии.

2) Высокая надежность безопасной эксплуатации, металлическая закрытая жесткая конструкция и изоляция для уплотнения труб, как правило, не подвержены воздействию сурового климата.

и другие факторы окружающей среды по сравнению с воздушными линиями.

3) Дружелюбно ладить с окружающей средой, с очень низким электромагнитным воздействием на окружающую среду.

 

GIL стоит дороже, чем воздушные линии и обычные высоковольтные кабели.Общие условия эксплуатации: цепи электропередачи напряжением 72,5 кВ и выше;

Для цепей с большой пропускной способностью обычные высоковольтные кабели и воздушные линии не могут удовлетворить требования к передаче;Места с

высокие экологические требования, такие как вертикальные или наклонные валы с высоким перепадом высоты.

 

С 1970-х годов европейские и американские страны внедрили GIL на практике.В 1972 году в Гудзоне была построена первая в мире система передачи переменного тока GIL.

Электростанция в Нью-Джерси (242кВ, 1600А).В 1975 году гидроаккумулирующая электростанция Вера в Германии завершила первый проект передачи GIL в Европе.

(420кВ, 2500А).В этом столетии Китай запустил большое количество крупномасштабных гидроэнергетических проектов, таких как гидроэлектростанция Сяовань, Силуоду.

ГЭС, ГЭС Сянцзяба, ГЭС Лаксива и т. д. Единичная мощность этих гидроэнергетических проектов огромна, и большая часть

они принимают планировку подземной электростанции.ГИЛ стал одним из основных путей входящих и отходящих линий, а класс линейного напряжения составляет 500 кВ.

или даже 800кВ.

 

В сентябре 2019 года был официально введен в эксплуатацию комплексный проект галереи труб Sutong GIL, что ознаменовало официальное формирование Восточно-Китайской сверхвысокой

напряжение переменного тока в двухконтурной сети.Однофазная длина двухцепного газопровода GIL 1000 кВ в туннеле составляет около 5,8 км, а общая длина

Двухконтурный шестифазный трубопровод составляет около 35 км.Уровень напряжения и общая длина являются самыми высокими в мире.

 

Кабель с изоляцией из термопластичного полипропилена (ПП)

В настоящее время силовые кабели переменного тока среднего и высокого напряжения в основном изолированы сшитым полиэтиленом (XLPE), который имеет высокий срок службы.

температуры благодаря своим превосходным термодинамическим свойствам.Однако материал из сшитого полиэтилена также имеет отрицательные последствия.Помимо того, что их сложно перерабатывать,

Процесс сшивки и процесс дегазации также приводят к длительному времени производства кабеля и высокой стоимости, а также к образованию сшитых полярных побочных продуктов, таких как

кумиловый спирт и ацетофенон увеличивают диэлектрическую проницаемость, что увеличивает емкость кабелей переменного тока, тем самым увеличивая передачу

потеря.При использовании в кабелях постоянного тока побочные продукты сшивки станут важным источником образования и накопления пространственного заряда под напряжением постоянного тока.

серьезно влияет на срок службы кабелей постоянного тока.

 

Термопластичный полипропилен (ПП) обладает характеристиками превосходной изоляции, устойчивости к высоким температурам, пластификации и вторичной переработке.Модифицированный

термопластичный полипропилен преодолевает такие дефекты, как высокая кристалличность, низкая термостойкость и плохая гибкость, а также имеет преимущества в оптимизации

технология обработки кабеля, снижение затрат, увеличение производительности и увеличение длины экструзии кабеля.Сшивающие и дегазирующие звенья

опущено, а время производства составляет всего около 20% от времени производства кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.По мере уменьшения содержания полярных компонентов он станет

потенциальный выбор для изоляции кабелей постоянного тока высокого напряжения.

 

В этом столетии европейские производители кабелей и материалов начали разрабатывать и коммерциализировать термопластичные полипропиленовые материалы и постепенно

применил их к силовым кабельным линиям среднего и высокого напряжения.В настоящее время кабель среднего напряжения ПП введен в эксплуатацию на десятки тысяч

километров в Европе.В последние годы процесс использования модифицированного ПП в качестве высоковольтных кабелей постоянного тока в Европе значительно ускорился, а напряжение 320 кВ,

Кабели постоянного тока напряжением 525 кВ и 600 кВ с модифицированной полипропиленовой изоляцией прошли типовые испытания.Китай также разработал модифицированную систему среднего напряжения с полипропиленовой изоляцией.

кабель переменного тока и внедрить его в демонстрационное приложение проекта посредством типовых испытаний для изучения продуктов с более высокими уровнями напряжения.Стандартизация и инжиниринг

практика также продолжается.

 

Высокотемпературный сверхпроводящий кабель

В крупных мегаполисах или крупных городах требования к плотности передачи и безопасности чрезвычайно высоки.В то же время,

коридор передачи и пространство ограничены.Технический прогресс сверхпроводящих материалов делает технологию сверхпроводниковой передачи

Возможный вариант для проектов.Используя существующий кабельный канал и заменив существующий силовой кабель высокотемпературным сверхпроводящим кабелем,

пропускная способность может быть удвоена, а противоречие между ростом нагрузки и ограниченностью пространства передачи может быть хорошо решено.

 

Проводник передачи сверхпроводящего кабеля представляет собой сверхпроводящий материал, а плотность передачи сверхпроводящего кабеля велика.

и импеданс чрезвычайно низок при нормальных условиях работы;Когда в электросети происходит короткое замыкание и ток передачи

превышающий критический ток сверхпроводящего материала, сверхпроводящий материал потеряет свою сверхпроводящую способность, а импеданс

сверхпроводящий кабель будет намного больше, чем у обычного медного проводника;После устранения неисправности сверхпроводящий кабель будет

возобновить свою сверхпроводящую способность при нормальных условиях работы.Если высокотемпературный сверхпроводящий кабель определенной структуры и технологии

используется для замены традиционного кабеля, уровень тока повреждения электросети может быть эффективно снижен.Способность сверхпроводящего кабеля ограничивать

ток повреждения пропорционален длине кабеля.Поэтому крупномасштабное использование сверхпроводящей сети передачи энергии, состоящей из

сверхпроводящие кабели могут не только улучшить пропускную способность электросети, уменьшить потери при передаче электросети, но и улучшить

присущая ему способность ограничения тока повреждения повышает безопасность и надежность всей электросети.

 

Что касается потерь в линии, потери в сверхпроводящем кабеле в основном включают потери переменного тока в проводнике, потери из-за утечки тепла в изоляционной трубе, кабельном наконечнике, системе охлаждения,

и потеря жидкого азота, преодолевая сопротивление циркуляции.При условии комплексной эффективности холодильной системы эксплуатационные потери HTS

кабель составляет около 50–60% от мощности обычного кабеля при передаче той же мощности.Сверхпроводящий кабель с низкотемпературной изоляцией имеет хорошие

Функция электромагнитного экранирования, теоретически она может полностью экранировать электромагнитное поле, создаваемое проводником кабеля, чтобы не вызывать

электромагнитное загрязнение окружающей среды.Сверхпроводящие кабели можно прокладывать плотно, например, в подземных трубах, что не повлияет на работу.

окружающего энергетического оборудования, а поскольку в качестве хладагента используется негорючий жидкий азот, это также исключает риск возгорания.

 

С 1990-х годов прогресс в технологии изготовления высокотемпературных сверхпроводящих лент способствовал исследованиям и разработкам

сверхпроводниковая технология передачи энергии во всем мире.Соединенные Штаты, Европа, Япония, Китай, Южная Корея и другие страны и регионы имеют

проводил исследования и применение высокотемпературных сверхпроводящих кабелей.С 2000 года исследования кабелей HTS были сосредоточены на передаче переменного тока.

кабели, а основной изоляцией кабелей является преимущественно холодная изоляция.В настоящее время производство высокотемпературного сверхпроводящего кабеля в основном завершено.

этап лабораторной проверки и постепенно вошли в практическое применение.

 

В международном масштабе исследования и разработки высокотемпературных сверхпроводящих кабелей можно разделить на три этапа.Сначала оно прошло через

этап предварительных исследований технологии высокотемпературных сверхпроводящих кабелей.Во-вторых, это для исследований и разработок низких

Высокотемпературный сверхпроводящий кабель с температурной (CD) изоляцией, который в будущем действительно может найти коммерческое применение.Теперь оно вошло в

Этап прикладных исследований демонстрационного проекта высокотемпературного сверхпроводящего кабеля с изоляцией CD.В последнее десятилетие Соединенные Штаты,

Япония, Южная Корея, Китай, Германия и другие страны произвели ряд высокотемпературных сверхпроводящих кабелей с изоляцией CD.

демонстрационные прикладные проекты.В настоящее время существует в основном три типа ВТСП-кабелей с CD-изоляцией: одножильные, трехжильные и трехжильные.

фазовый коаксиальный.

 

В Китае Институт электротехники Китайской академии наук, Юндянь Инна, Шанхайский институт кабельных исследований, China Electric Power

Научно-исследовательский институт и другие учреждения последовательно проводили исследования и разработки сверхпроводящих кабелей и добились больших успехов.

Среди них Шанхайский научно-исследовательский институт кабеля завершил типовые испытания первого 30-метрового одножильного сверхпроводящего кабеля с CD-изоляцией 35 кВ/2000 А в

Китай в 2010 году завершил установку, испытание и эксплуатацию сверхпроводящей кабельной системы 35 кВ/2 кА длиной 50 м сверхпроводящего кабеля Baosteel.

демонстрационный проект в декабре 2012 года. Эта линия является первым высокотемпературным сверхпроводящим кабелем с низкотемпературной изоляцией, который работает в сети в Китае.

а также это высокотемпературная сверхпроводящая кабельная линия с изоляцией CD и самым большим в мире током нагрузки при том же уровне напряжения.

 

В октябре 2019 года Шанхайский институт кабельных исследований прошел типовые испытания первой в Китае трехжильной сверхпроводящей кабельной системы с CD-изоляцией на напряжение 35 кВ/2,2 кА.

Китай, закладывая прочную основу для последующего строительства демонстрационного проекта.Демонстрационный проект сверхпроводящей кабельной системы в Шанхае

Городской район, возглавляемый Шанхайским институтом кабельных исследований, находится в стадии строительства и, как ожидается, будет завершен и введен в эксплуатацию по передаче электроэнергии

конец 2020 года. Однако до продвижения и применения сверхпроводящих кабелей в будущем еще предстоит пройти долгий путь.Будут дополнительные исследования

проводимые в будущем, включая разработку сверхпроводящих кабельных систем и экспериментальные исследования, технологию применения системной инженерии

исследования, исследования надежности работы системы, стоимости жизненного цикла системы и т. д.

 

Общая оценка и предложения по развитию

Технический уровень, качество продукции и техническое применение силовых кабелей, особенно силовых кабелей высокого и сверхвысокого напряжения, представляют собой

общий уровень и промышленный потенциал кабельной промышленности страны в определенной степени.В период «13-й пятилетки» при бурном развитии

энергетического строительства и активное продвижение инноваций в промышленных технологиях, выдающийся технический прогресс и впечатляющие инженерные разработки.

Достигнуты успехи в области силовых кабелей.Оценивается с точки зрения производственных технологий, производственных мощностей и инжиниринга.

Применение, оно достигло международного продвинутого уровня, некоторые из которых находятся на международном уровне.

 

Силовой кабель сверхвысокого напряжения для городских электросетей и его инженерное применение.

Силовой кабель переменного тока 500 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и аксессуары к нему (кабель производится компанией Qingdao Hanjiang Cable Co., Ltd., а аксессуары

частично предоставлены компанией Jiangsu Anzhao Cable Accessories Co., Ltd.), которые впервые производятся в Китае и используются при строительстве

Проекты по прокладке кабеля напряжением 500 кВ в Пекине и Шанхае — это городские кабельные линии самого высокого напряжения в мире.Введен в эксплуатацию нормально

и внес важный вклад в региональное социально-экономическое развитие.

 

Подводный кабель сверхвысокого напряжения переменного тока и его инженерное применение.

Проект объединенной передачи и преобразования электроэнергии Чжоушань 500 кВ, завершенный и введенный в эксплуатацию в 2019 году, представляет собой межморскую межсетевую линию.

проект силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена самого высокого уровня напряжения, производимых и применяемых на международном уровне.Кабели большой длины и

аксессуары полностью производятся отечественными предприятиями (в том числе подводные кабели большой длины производятся и поставляются компанией Jiangsu

Zhongtian Cable Co., Ltd., Hengtong High Voltage Cable Co., Ltd. и Ningbo Dongfang Cable Co., Ltd. соответственно, а также производятся кабельные наконечники.

и предоставлено TBEA), что отражает технический уровень и производственные мощности китайских подводных кабелей и аксессуаров сверхвысокого напряжения.

 

Кабель постоянного тока сверхвысокого напряжения и его техническое применение.

Группа компаний «Три ущелья» построит проект морской ветрогенерации в Жудонге, провинция Цзянсу, общей мощностью передачи 1100 МВт.

Будет использоваться подводная кабельная система постоянного тока ±400 кВ.Длина одного кабеля достигнет 100 км.Кабель будет изготовлен и поставлен компанией

Компания Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Company.Проект по передаче электроэнергии планируется завершить в 2021 году.До сих пор первый

Подводная кабельная система постоянного тока ± 400 кВ в Китае, состоящая из кабелей производства Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Co., Ltd. и кабеля

аксессуары, производимые компанией Changsha Electrical Technology Co., Ltd., прошли типовые испытания в Национальном надзоре за качеством проводов и кабелей и

Центр тестирования/Шанхайский национальный центр тестирования кабелей (далее именуемый «Национальный центр тестирования кабелей») и вступил в стадию производства.

 

В целях сотрудничества с Международными зимними Олимпийскими играми 2022 года в Пекине в Чжанцзякоу был реализован проект гибкой передачи постоянного тока Чжанбэй ± 500 кВ.

построенной Государственной сетевой корпорацией Китая, планируется построить демонстрационный проект гибкого кабеля постоянного тока ± 500 кВ длиной около 500 м.Кабели

и комплектующие планируется полностью производить на отечественных предприятиях, в том числе изоляционные и экранирующие материалы для кабелей.Работа

находится в процессе.

 

Сверхпроводящий кабель и его инженерное применение.

Демонстрационный проект сверхпроводящей кабельной системы в городской зоне Шанхая, которая в основном производится и строится компанией Shanghai Cable.

Научно-исследовательского института, который находится в стадии реализации и, как ожидается, будет завершен и введен в эксплуатацию к концу 2020 года.

сверхпроводящий кабель (на данный момент самый длинный в мире), необходимый для строительства объекта, с уровнем напряжения 35кВ/2200А и номинальным током,

в целом достигла международного продвинутого уровня, а ее основные показатели находятся на передовом международном уровне.

 

Кабель сверхвысокого напряжения с газовой изоляцией (GIL) и его инженерное применение

Проект электропередачи двухконтурной сети переменного тока сверхвысокого напряжения в Восточном Китае был официально введен в эксплуатацию в сентябре 2019 года в провинции Цзянсу, где находится

Комплексный проект галереи труб GIL пересекает реку Янцзы.Однофазная длина двух газопроводов GIL напряжением 1000 кВ в туннеле составляет 5,8 км.

Общая длина проекта двухконтурной шестифазной электропередачи составляет почти 35 км.Уровень напряжения и общая длина проекта являются самыми высокими в мире.

Система кабеля сверхвысокого напряжения с элегазовой изоляцией (ГИЛ) комплектуется совместно отечественными производственными предприятиями и инженерно-строительными организациями.

 

Технология испытаний и оценки характеристик кабеля сверхвысокого напряжения

В последние годы типовые испытания, эксплуатационные испытания и оценка многих отечественных сверхвысоковольтных кабелей и аксессуаров с изоляцией из сшитого полиэтилена, в том числе переменного тока и

Кабели постоянного тока, наземные кабели и подводные кабели в основном были завершены в «Национальной кабельной инспекции».Технология обнаружения системы и идеальна

Условия испытаний находятся на передовом мировом уровне, а также внесли выдающийся вклад в китайскую кабельную промышленность и энергетику.

строительство.«Национальная кабельная инспекция» обладает техническими возможностями и условиями для обнаружения, тестирования и оценки сверхвысокого напряжения из сшитого полиэтилена класса 500 кВ.

изолированные кабели (включая кабели переменного и постоянного тока, наземные кабели и подводные кабели) в соответствии с передовыми стандартами и спецификациями в стране и за рубежом, и

выполнил десятки задач по обнаружению и тестированию для многих пользователей в стране и за рубежом с максимальным напряжением ± 550 кВ.

 

Вышеупомянутые типичные кабели и аксессуары сверхвысокого напряжения, а также их технические применения полностью отражают то, что кабельная промышленность Китая находится на международном уровне.

продвинутый уровень с точки зрения технических инноваций, технического уровня, производственных мощностей, испытаний и оценки в этой области.

 

«Мягкие ребра» и «недостатки» отрасли

Хотя кабельная промышленность за последние годы добилась большого прогресса и выдающихся достижений в этой области, имеются и выдающиеся «слабости».

или «мягкие ребра» в этой области.Эти «слабости» требуют от нас больших усилий, чтобы компенсировать их и внедрять инновации, что также является направлением и целью

постоянные усилия и развитие.Краткий анализ заключается в следующем.

 

(1) Кабели со сверхвысоким напряжением из сшитого полиэтилена (включая кабели переменного и постоянного тока, наземные кабели и подводные кабели)

Его выдающееся «мягкое ребро» заключается в том, что сверхчистые изоляционные материалы и сверхгладкие защитные материалы полностью импортированы, включая изоляцию.

и защитные материалы для вышеупомянутых крупных проектов.Это важное «узкое место», которое необходимо преодолеть.

(2) Основное производственное оборудование, используемое при производстве кабелей сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена.

В настоящее время все они завозятся из-за границы, что является еще одним «мягким ребром» отрасли.В настоящее время наибольший прогресс, которого мы достигли в области

Кабели сверхвысокого напряжения в основном являются «перерабатывающими», а не «творческими», поскольку основные материалы и ключевое оборудование по-прежнему полагаются на зарубежные страны.

(3) Кабель сверхвысокого напряжения и его инженерное применение.

Вышеупомянутые кабели сверхвысокого напряжения и их технические применения представляют собой лучший уровень в области высоковольтных кабелей в Китае, но не наш общий уровень.

 

Общий уровень силового кабеля невысокий, что также является одним из основных «коротких бортов» отрасли.Есть также много других «коротких досок» и

слабые звенья, такие как: фундаментальные исследования кабелей высокого и сверхвысокого напряжения и их систем, технологии синтеза и технологического оборудования сверхчистых

смола, стабильность характеристик отечественных материалов для кабелей среднего и высокого напряжения, промышленная несущая способность, включая основные устройства, компоненты и

вспомогательные материалы, долговременная надежность эксплуатации кабелей и т. д.

 

Эти «мягкие ребра» и «слабости» являются препятствиями и препятствиями для того, чтобы Китай стал сильной кабельной страной, но они также являются направлением наших усилий по

преодолевать препятствия и продолжать внедрять инновации.


Время публикации: 06 декабря 2022 г.