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摘要:高压超高压电力电缆,是电力系统的重要组成部分,其运行状态,关系着电力系统的使用寿命及安全性。本文在阐述了高压超高压电力电缆技术应用原则的基础上,对其应用现状进行了分析。并介绍了相应关键技术的类型。以期能够为电力电缆使用水平的提升提供保证。
关键词:高压;超高压;电力电缆
前言:随时我国电力领域的不断发展,电力电缆使用量及使用范围逐渐扩大。鉴于电缆形式以封闭式为主,因此一旦出现故障,维修极其困难,容易对电力用户用电的连续性造成影响。目前,电缆材料以及监测技术应用中存在的问题,均已不断呈现。对相应关键技术及其应用方法加以研究,开始变得尤为必要。
1 高压超高压电力电缆技术的应用原则
高压超高压电力电缆的应用,应坚持以下原则:(1)安全性原则:电力领域风险较高,技术应用过程中,稍有不甚,极容易对工作人员的人身安全造成威胁。在坚持安全性的原则对技术加以应用,是提高电力领域整体安全性的基础。影响高压超高压电力电缆使用安全性的因素,以绝缘材料的性能为主。因此,有必要将上述问题视为技术水平提升所关注的重点。(2)可靠性原则:电力电缆技术的应用,必须具有可靠性。简单的讲,即应能够达到解除故障的目的,以确保电力用户能够正常用电。影响高压超高压电力电缆使用可靠性的因素,以空间电荷问题为主,因此,解决上述问题同样十分必要。(3)科学性原则:技术的应用应在坚持国家标准要求的基础上进行,以提高技术应用的科学性。应满足当前时代的技术发展趋势,以确保电力企业能够更紧时代的步伐。因此,有必要提高高压超高压电力电缆技术的信息化水平。
2 高压超高压电力电缆的应用现状
2.1 电缆材料现状
绝缘材料是构成电力电缆的关键材料,其绝缘性能,是决定电缆使用安全性的主要因素。目前,电力电缆绝缘材料主要包括两种,分别为聚乙烯及硅橡胶[1]。上诉材料具有较高的绝缘性能,但较容易老化。城市地区电缆老化后,可及时更换解决问题。但针对部分农村等偏远地区,电缆老化后很难得到及时的维修,极容易对居民用电的安全性造成影响。加强对电缆材料的研究,提高电缆绝缘材料的绝缘性能,对电力用户用电安全性的提升,具有重要意义。
2.2 空间电荷现状
空间电荷问题,是当前电力领域工作人员所关注的主要问题。充油材料,为高压超高压电力电缆应用的主要材料之一。该材料虽具有较好的安全性,但却具有对载流子迁移效率低的缺陷。使用过程中,电缆的空间电荷容易聚集到材料内部,引发电缆内部电荷发生改变,空间电荷问题仍有待解决。
2.3 绝缘监测现状
电缆附件的作用在于将电缆与其他设备相互连接,以确保电力的传输能够实现。如电缆附件机械性能差,电气故障时有发生,则很容易对电力传输的效果造成影响。鉴于电缆均安装在地下,因此检修成本通常较高。为了确保能够第一时间发现电缆附件或绝缘材料的潜在风险,需加强对电缆运行的监测,以确保电力传输能够顺利实现。但就目前来看,电力电缆的监测技术,仍处于发展的初级阶段,技术水平仍有待提高。
3 高压超高压电力电缆关键技术类型
3.1 电缆材料的关键技术
从电缆材料方面看,目前聚乙烯材料的应用范围最广,属于高压超高压电力电缆材料的代表性产品。聚乙烯具有耐热性好、电气性能好的优势。但材料本身存在较大的问题。例如:聚丙烯材料具有不可降解的特点,将其应用到电缆绝缘材料的制作过程中,一旦其绝缘性能下降,需要更换,较容易对环境造成污染,与当前可持续发展理念的要求不符。为了解决上述问题,电力领域研发了一种新型的聚乙烯材料,被称为“间规立构聚乙烯材料”,有效的解决了由传统聚乙烯材料的使用所带来的环境污染问题,提高了高压超高压电力电缆的技术水平。聚乙烯材料的应用,同样容易导致极性反转。柔性直流输电技术[2],为高压超高压电力电缆输电技术的主要类型,在解决极性反转问题方面,效果较好。为进一步解决聚乙烯材料的使用存在的问题,国内有关学者建议将聚丙烯材料代替聚乙烯应用到电力电缆绝缘层的设计中。与聚乙烯相比,聚丙烯在绝缘性能方面,具有更加突出的优势。但该材料的应用效果具体如何,仍需进一步给予证实。
从整體上看,目前国内对电缆材料类型的研究虽然已经取得了一定的成果,但与西方发达国家相比,仍存在一定的差异。建议可以以聚丙烯材料的应用作为出发点,通过实验的方法,对其绝缘性能、降解效果等加以观察。以对材料的应用价值加以评估,进一步提高电力电缆关键技术的发展水平。
3.2空间电荷的关键技术
充油材料的应用所带来的空间电荷问题,是当前电力领域电力电缆建设所面临的主要问题。研究表明,将XLPE电缆代替充油电缆,能够有效提高电缆的性能,使之使用寿命得以延长。XLPE又称交联聚乙烯[3],属于聚乙烯材料的一种。与传统的聚乙烯相比,该材料含有更高的有机过氧化物。该材料的电气性能较为显著。将其应用到电力电缆中,可有效降低介质损耗。由于材料的电容较小,因此即使电力系统中未设置接地,接地故障电流同样可有效降低。从老化的角度看,与常规聚乙烯材料相比,XLPE材料的抗老化效果极其显著。在同样的温度以及使用环境下,该材料老化所需的时间更长,使用寿命更长。电力领域运行过程中,如出现大电流,很容易对绝缘材料造成影响,加速其老化。XLPE材料允许大电流通过,相对于传统材料相比,不会发生空间电荷问题,电力的输送过程中,同样不会受到影响,具有更大的应用价值。鉴于上述优势,将该技术应用到电力电缆建设中很有必要。
3.3 电缆运行监测关键技术
信息化技术水平的提高,使得计算机以及相应自动化设备,均被应用到了各行各业的运行过程中。电力系统是一个贯穿与不同区域的系统,部分区域人烟稀少,电缆被盗或出现故障的几率较高。采用人工方法对电缆加以管理,效率较低,且容易浪费人力资源。对电力领域成本的降低以及经济效益的提升不利。将自动化监控技术应用到高压超高压电力电缆的运行监测过程中,可使上述问题得到妥善的解决。电力领域应深入分析行业的特点,将传感器等装置,安装在电缆附近。确保当电缆出现故障时,维修人员能够及时收到报警信息、了解故障出现的位置。以及时做好准备处理问题。采用上述方法对高压超高压电力电缆加以管理,对其使用安全性的提升具有重要价值,同时也能够最大程度的改善用户的用电体验,降低由于电缆故障而断电的几率。
电缆包括直流与交流两种,交流电缆为当前电缆的主要类型。与之相比,直流电缆在应用效果方面具有明显的优势。如安装便利、传输距离长以及环保性强等。电力领域可考虑将直流电缆应用到电缆建设中,以提高安装效率、延长传输距离,降低电缆建设成本,提高电力企业的经济效益。
讨论:
绝缘材料的选择,以及电缆故障问题的解决,是当前高压超高压电力电缆建设的主要发展方向。传统的电缆在上述两方面均存在一定的缺陷。未来,电力企业应加强科研,以找到新型的材料,替代现有的电缆材料,使老化速度快、空间电荷以及环境污染等问题,均得到解决。同时,还应加强对信息化技术的应用,提高电力电缆的监测水平,为用户用电可靠性的提升奠定基础。
参考文献:
[1]唐继俊. 对高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 通讯世界,2016,(21):145-146.
[2]周远翔,刘睿. 高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 电工文摘,2014,(06):1-14.
[3]周远翔,赵健. 高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 高电压技术,2014,40(09):2593-2612
关键词:高压;超高压;电力电缆
前言:随时我国电力领域的不断发展,电力电缆使用量及使用范围逐渐扩大。鉴于电缆形式以封闭式为主,因此一旦出现故障,维修极其困难,容易对电力用户用电的连续性造成影响。目前,电缆材料以及监测技术应用中存在的问题,均已不断呈现。对相应关键技术及其应用方法加以研究,开始变得尤为必要。
1 高压超高压电力电缆技术的应用原则
高压超高压电力电缆的应用,应坚持以下原则:(1)安全性原则:电力领域风险较高,技术应用过程中,稍有不甚,极容易对工作人员的人身安全造成威胁。在坚持安全性的原则对技术加以应用,是提高电力领域整体安全性的基础。影响高压超高压电力电缆使用安全性的因素,以绝缘材料的性能为主。因此,有必要将上述问题视为技术水平提升所关注的重点。(2)可靠性原则:电力电缆技术的应用,必须具有可靠性。简单的讲,即应能够达到解除故障的目的,以确保电力用户能够正常用电。影响高压超高压电力电缆使用可靠性的因素,以空间电荷问题为主,因此,解决上述问题同样十分必要。(3)科学性原则:技术的应用应在坚持国家标准要求的基础上进行,以提高技术应用的科学性。应满足当前时代的技术发展趋势,以确保电力企业能够更紧时代的步伐。因此,有必要提高高压超高压电力电缆技术的信息化水平。
2 高压超高压电力电缆的应用现状
2.1 电缆材料现状
绝缘材料是构成电力电缆的关键材料,其绝缘性能,是决定电缆使用安全性的主要因素。目前,电力电缆绝缘材料主要包括两种,分别为聚乙烯及硅橡胶[1]。上诉材料具有较高的绝缘性能,但较容易老化。城市地区电缆老化后,可及时更换解决问题。但针对部分农村等偏远地区,电缆老化后很难得到及时的维修,极容易对居民用电的安全性造成影响。加强对电缆材料的研究,提高电缆绝缘材料的绝缘性能,对电力用户用电安全性的提升,具有重要意义。
2.2 空间电荷现状
空间电荷问题,是当前电力领域工作人员所关注的主要问题。充油材料,为高压超高压电力电缆应用的主要材料之一。该材料虽具有较好的安全性,但却具有对载流子迁移效率低的缺陷。使用过程中,电缆的空间电荷容易聚集到材料内部,引发电缆内部电荷发生改变,空间电荷问题仍有待解决。
2.3 绝缘监测现状
电缆附件的作用在于将电缆与其他设备相互连接,以确保电力的传输能够实现。如电缆附件机械性能差,电气故障时有发生,则很容易对电力传输的效果造成影响。鉴于电缆均安装在地下,因此检修成本通常较高。为了确保能够第一时间发现电缆附件或绝缘材料的潜在风险,需加强对电缆运行的监测,以确保电力传输能够顺利实现。但就目前来看,电力电缆的监测技术,仍处于发展的初级阶段,技术水平仍有待提高。
3 高压超高压电力电缆关键技术类型
3.1 电缆材料的关键技术
从电缆材料方面看,目前聚乙烯材料的应用范围最广,属于高压超高压电力电缆材料的代表性产品。聚乙烯具有耐热性好、电气性能好的优势。但材料本身存在较大的问题。例如:聚丙烯材料具有不可降解的特点,将其应用到电缆绝缘材料的制作过程中,一旦其绝缘性能下降,需要更换,较容易对环境造成污染,与当前可持续发展理念的要求不符。为了解决上述问题,电力领域研发了一种新型的聚乙烯材料,被称为“间规立构聚乙烯材料”,有效的解决了由传统聚乙烯材料的使用所带来的环境污染问题,提高了高压超高压电力电缆的技术水平。聚乙烯材料的应用,同样容易导致极性反转。柔性直流输电技术[2],为高压超高压电力电缆输电技术的主要类型,在解决极性反转问题方面,效果较好。为进一步解决聚乙烯材料的使用存在的问题,国内有关学者建议将聚丙烯材料代替聚乙烯应用到电力电缆绝缘层的设计中。与聚乙烯相比,聚丙烯在绝缘性能方面,具有更加突出的优势。但该材料的应用效果具体如何,仍需进一步给予证实。
从整體上看,目前国内对电缆材料类型的研究虽然已经取得了一定的成果,但与西方发达国家相比,仍存在一定的差异。建议可以以聚丙烯材料的应用作为出发点,通过实验的方法,对其绝缘性能、降解效果等加以观察。以对材料的应用价值加以评估,进一步提高电力电缆关键技术的发展水平。
3.2空间电荷的关键技术
充油材料的应用所带来的空间电荷问题,是当前电力领域电力电缆建设所面临的主要问题。研究表明,将XLPE电缆代替充油电缆,能够有效提高电缆的性能,使之使用寿命得以延长。XLPE又称交联聚乙烯[3],属于聚乙烯材料的一种。与传统的聚乙烯相比,该材料含有更高的有机过氧化物。该材料的电气性能较为显著。将其应用到电力电缆中,可有效降低介质损耗。由于材料的电容较小,因此即使电力系统中未设置接地,接地故障电流同样可有效降低。从老化的角度看,与常规聚乙烯材料相比,XLPE材料的抗老化效果极其显著。在同样的温度以及使用环境下,该材料老化所需的时间更长,使用寿命更长。电力领域运行过程中,如出现大电流,很容易对绝缘材料造成影响,加速其老化。XLPE材料允许大电流通过,相对于传统材料相比,不会发生空间电荷问题,电力的输送过程中,同样不会受到影响,具有更大的应用价值。鉴于上述优势,将该技术应用到电力电缆建设中很有必要。
3.3 电缆运行监测关键技术
信息化技术水平的提高,使得计算机以及相应自动化设备,均被应用到了各行各业的运行过程中。电力系统是一个贯穿与不同区域的系统,部分区域人烟稀少,电缆被盗或出现故障的几率较高。采用人工方法对电缆加以管理,效率较低,且容易浪费人力资源。对电力领域成本的降低以及经济效益的提升不利。将自动化监控技术应用到高压超高压电力电缆的运行监测过程中,可使上述问题得到妥善的解决。电力领域应深入分析行业的特点,将传感器等装置,安装在电缆附近。确保当电缆出现故障时,维修人员能够及时收到报警信息、了解故障出现的位置。以及时做好准备处理问题。采用上述方法对高压超高压电力电缆加以管理,对其使用安全性的提升具有重要价值,同时也能够最大程度的改善用户的用电体验,降低由于电缆故障而断电的几率。
电缆包括直流与交流两种,交流电缆为当前电缆的主要类型。与之相比,直流电缆在应用效果方面具有明显的优势。如安装便利、传输距离长以及环保性强等。电力领域可考虑将直流电缆应用到电缆建设中,以提高安装效率、延长传输距离,降低电缆建设成本,提高电力企业的经济效益。
讨论:
绝缘材料的选择,以及电缆故障问题的解决,是当前高压超高压电力电缆建设的主要发展方向。传统的电缆在上述两方面均存在一定的缺陷。未来,电力企业应加强科研,以找到新型的材料,替代现有的电缆材料,使老化速度快、空间电荷以及环境污染等问题,均得到解决。同时,还应加强对信息化技术的应用,提高电力电缆的监测水平,为用户用电可靠性的提升奠定基础。
参考文献:
[1]唐继俊. 对高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 通讯世界,2016,(21):145-146.
[2]周远翔,刘睿. 高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 电工文摘,2014,(06):1-14.
[3]周远翔,赵健. 高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 高电压技术,2014,40(09):2593-2612