电网输配电的发展对电力电缆产品的价值

国家电网恢复去年拟压缩的基建投资，以带动上下游企业的复工生产，尽到央企的社会责任。国家层面，中央和地方总投资近40万亿元，投向新型基础设施建设(新基建)，新基建七大领域，特高压也在其中。

　　这两大因素将会带动电工设备供应的增长，也必将带动电线电缆产品的生产供应。特高压优化配置新能源，防止大气污染，为未来经济发展配置电力，具有产业链长、带动性强、经济效益和社会效益显著的特点。2020年国网安排投资1811亿元，这不仅需要电线电缆行业提供大量的架空线，而且将这些电量配置到用户，在受端都是城市电网，输电和配电的线路都要采用电力电缆。

　　交流电力电缆电压等级分类，根据IEC标准，结合我国电网系统电压的实际情况，电缆的电压等级划分如下，它比架空线低一个电压等级。

　　低压，3kV及以下，主要是1kV(电网实际上是220V/380V);

　　中压，10kV，20kV，35kV;

　　高压，66kV，110kV;

　　超高压，220kV，330kV，500kV;

　　特高压，750kV，1000kV。

　　通常高压及以上电缆运行在输电网络里，中压和低压电缆运行在配电网络里。从低压往特高压排列，电缆需求量呈金字塔排列，金字塔顶端为特高压电缆，现全球无产品供应，但电网有需求，需求量最大的，即金字塔底部为低压电缆，国标里为1kV及以下，实际上就是220V/380V电缆。中压电缆里10kV电缆需求量也将增加。高压电缆中的110kV(东北部分地区有66kV电缆)和超高压电缆中的220kV(西北部分有330kV电缆)将是城市电网中的主流输电线路。北京、上海以及浙江的海洋电网，已经使用超高压电缆中500kV电缆。

　　新基建在疫情后将极大地扩大电力电缆的需求，我们将怎样面对新的市场?各电缆制造商要早思考、早安排、早布局。

　　电力电缆产品的应用价值要求及实现

　　地铁奥凯电缆质量问题出现以后，国家电网更加注重电缆产品质量来保证其应用价值的实现。在招投标中，通过修改评分细则，来引导并促进电缆制造商真正提高质量。通过招投标，采购到高质量、高可靠性的电缆产品，并不追求低价，价格合理合法即可。

　　全力保障电网安全稳定运行，全力推进电网高质量发展，提高电网建设质量，适量提高设备层次水平，优选可靠性高和技术成熟的设备。2020年国家电网的这部分的重点工作任务的完成，其实就是要求进网的电工设备的高质量高可靠性，这是实现电缆系统设备应用价值的基本要求。

　　高压超高压电缆在所有电工设备中故障率是最低的，特别是超高压电缆系统，进电网之前，都要在武高院进行一年的高场强热循环加速老化寿命试验，即预鉴定试验，通过了才有资格去参加招投标。有问题在试验室试验中发现，这样大大地提高了超高压电缆系统在电网中的运行质量和可靠性，减少了在电网中的故障率。但是在中压和高压电缆运行中，本体击穿的情况时有发生，特别是35kV电缆，其本体击穿较多。这些击穿都排除了外力破坏，只与绝缘料和生产工艺相关，击穿机理，除了杂质、突起等缺陷或弱点以外，还有其他原因有待工程技术人员去研究破解。

　　我国的中压、高压和超高压电缆的绝缘料均为交联聚乙烯，油浸纸绝缘电缆的生产线已经全部拆除，而且10kV及以上电压等级电缆均为管道化学交联，如果采用硅烷交联、辐照交联均不可取的。通常中压电缆采用悬链线生产，高压电缆立式交联线和悬链线各占部分，超高压电缆几乎都是立式交联生产(个别也采用特殊悬链线生产)。中压电缆的绝缘料国产占大部分，高压电缆绝缘料大部分进口，国产料也在奋起直追，超高压电缆绝缘料都是进口。在我国，没有专门基料用于电缆绝缘料的生产，也就是说，没有专门的合成装置用来聚合高分子聚乙烯树脂，这样我们基料采用其它聚乙烯树脂代替，造成含各种杂质(化学杂质、物理杂质)较多，影响电缆产品击穿性能提升。

　　电力电缆绝缘的在线监测，如绝缘电阻，介质损失角正切tanδ等均不敏感，不适合做监测项目。局部放电监测是无损且敏感，但现场局放测量受现场干扰影响很大，不容易测准。武高院电缆所在试验室做电缆本体击穿试验时发现，电压升高，一直没有局放，一旦发现局放5pC～8pC，电缆本体在几分钟之内就击穿了，这几分钟时间太短，没有办法用来作为绝缘击穿预警。而且电缆本体的使用寿命40年，局放在线监测仪器一般为电子仪器，寿命不长，如果装在隧道潮湿环境下，仪器更容易受潮损坏。

　　由于电缆主绝缘在现场监测的困难而且成本昂贵。因此，国际上电缆专业人员的做法是，生产出“优质的新生儿”，放到地下不出问题，就忘掉它了。IEC电缆标准的变化，就充分体现了这个思路。标准中对电缆的试验越来越严格，就是为了在工厂就得到一个40年不出问题的产品，这样来补偿电缆现场监测击穿预警的困难。

　　国家电网今年的重点工作充分体现了抓电网建设质量，这就要求各个电工设备要高质量高可靠性。对于电缆来说，要高质量产品，必须在最后一道工序把好关，即例行试验要严格准确。电缆本体的局放和工频耐压试验必须认真地做好。电缆行业里中压电缆局放试验屏蔽室几乎都在车间，车间的干扰直接进到试验室，造成背景干扰大，有的公司局放波形采用老旧的示波管显示，根本看不清楚局放波形。高压电缆和超高压电缆的局放屏蔽室，有许多公司已经做到，不放在车间内，三独立，即独立屏蔽室、独立电源、独立接地，这样来保证局放背景在1pC左右。国网招投标评分细则已经将局放背景纳入评分，1pC背景，得分最高，小于2.5pC，得分低一点，超过2.5pC局放室就不合格了。长期保持局放室背景1pC，是非常困难的技术工作。未来还将要求独立局放室(在车间之外)，单独局放设备(厅内不能放其他设备如冲击电压发生器等)，这样来保证最后一道工序的试验质量。

　　电缆制造商为了能够多中标，多分享市场份额，必须提供高质量高可靠性的电缆产品。真正做到了这一点，哪怕在疫情的情况下，订单也非常多。江苏省一家电缆公司就是这种情况，全公司从一把手、高管到工人，将产品质量视为饭碗，没有哪一个人愿意砸自己的饭碗，各种简单高效的管理措施，再加上领导和员工的高度质量意识，生产出来的电缆产品质量一直处于市场领先的状态。

　　海底电缆的产品质量及可靠性更是第一位的。国内给浙江舟山500kV海缆工程供货的三家海底电缆公司产品，包括一家公司的软接头，在海底运行一年多，没有什么问题，这证明电缆质量是可靠的。如果海底电缆在海底发生击穿，一般可认为是质量问题，因为海缆直埋海底3m深进行保护，外力破坏的可能性非常小。海缆要是有质量问题，制造商赔偿起来数额是非常巨大的。国内三家主流海缆公司的海缆可靠性是有保证的，得到工程的运行证实，故这三家公司海缆订单爆满。

　　电网中正在运行的高压电缆，甚至超高压电缆，潜在着一种击穿的危险，就是制造质量埋下的祸根。电缆挤包外屏与皱纹铝套之间产生局部放电，烧蚀外屏，烧到绝缘层，引起电缆主绝缘击穿。LH检测公司对这个问题作了深入的研究。有关电缆公司也在改进，浙江一家电缆公司研发出平滑铝套，试图解决外屏烧蚀的问题。武高院的专家认为，鉴于铅套电缆没有发现这个问题，平滑铝套有可能解决这个问题。外屏烧蚀问题需要好几年才能呈现出来，任何改进需要几年时间才能观察到结果。

　　这么长的时间，我们电网的安全运行等不起。建议隧道里使用的高压超高压电缆取消纵向阻水结构，恢复到早期SG电缆的日式结构，即在绝缘屏外绕包半导电丁基橡胶带，再绕包金布带，这种铜丝金布带，摸上去必须是金属丝带的感觉，不能是绝缘带的感觉。这种不能纵向阻水的结构，确保了铝套与绝缘屏蔽之间良好的接触，不产生局部放电，这样保证了不烧蚀外屏。其实，取消电缆纵向阻水结构，只要电力工程在敷设安装时加强管理，是可以避免进水的。

　　高端电缆系统的研发

　　现在高质量高可靠性产品可以取得更多的市场。电缆产品的创新，独家拥有，填补市场需要的空白，将会产生高利润。

　　(一)超洁净电缆绝缘料的基料

　　全国各种电压等级的交联电缆的绝缘料年需求量约为30×104t。但是我们没有一条专用的高温高压管道聚合聚乙烯树脂的生产线。其生产的树脂要无内部杂质和外部杂质，要求超洁净，这样来保证我们的电缆产品击穿裕度，这种电缆专用基料急需开发。

　　(二)特高压电缆系统产品

　　特高压输电工程中所需电工设备基本都有生产，唯独没有特高压电缆供货。但特高压电缆产品的需求还是存在的。特高压线路在南通市过江就只能采用造价昂贵的江底输电通道，主要缺乏特高压电缆绝缘料和电缆连接件(终端和接头)，电缆本体的生产应该难度不大。特高压电缆系统的开发尽管不轻松，但还是有可能开发出来，这个宝塔尖的市场也是存在的。

　　(三)±660kV和±800kV柔直电缆系统

　　国网的重点工作之一，推进中韩中尼联网，推动全球能源互联网倡议在更多国家传播落地。联网就需要±660kV柔性直流电缆系统产品，甚至±800kV柔直电缆系统产品也需要开发。

　　这个系列产品，同样其绝缘料和电缆连接件是关键技术，同时技术难度也非常大，需要电缆行业高度关注并积极投入。

　　(四)PP电缆绝缘料及其电缆的开发

　　聚丙烯(PP)绝缘电缆是世界NO.1的电缆公司开发出来的，它降低了制造成本，其绝缘料系热塑性材料，回收再用也很简单方便。

　　我国HP电缆与上交大合作，已开发出电缆产品，并且通过了中电联的技术鉴定。10kV PP电缆也在上海挂网运行。

　　专用PP料的超洁净也是影响电缆电压等级提升的关键技术。PP电缆导体工作温度可达105℃，由于未交联，短路温度达不到250℃，短路温度相对较低，这个也是电缆运行要研究并协调兼顾好的一个问题。

　　电缆行业应有更多的公司来参与开发这个产品，降本环保都是未来社会需要的。

　　我国是一个电缆制造大国，但原创性的研发项目几乎没有。我们要加强自主创新，研发更多市场需要的电缆产品，以支持电网输配电的发展，同时收获电缆产品的自身价值。