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摘要：近年来，我国电力工业发展迅速，高压超高压电力电缆的应用范围不断扩大，特别是在长输电线上。通过对输电线路运行情况的分析，可以发现复杂的环境和不确定因素将严重影响线路运行的安全性，因为超高压电缆的运行将直接导致工业生产和人们的日常生活，因此有必要做相应的分析工作。
关键词：高压;超高压;电力电缆中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-154
引言
在过去的几十年中，无数的科研人员为电力电缆的普及做出了巨大的贡献，研究成果十分辉煌，但是高压和超高压仍然需要解决许多技术问题。电力电缆如何选择电缆绝缘材料，避免电缆投入使用时发生击穿等事故，如何避免电力电缆的施工问题，减少不必要的电缆维护。本文从高压和超高压电力电缆技术的发展状况入手。在总结和分析了高压超高压电力电缆面临的一些热点问题之后，分析了其未来的发展趋势。
1高压超高压电力电缆的运行现况
1.1保护不够规范
从我国近年修建的特高压电缆保护区的情况来看，经常会种植一些稀有的超高植物，或者建造一些建筑物。同时，在特定的运营过程中会有一些群体或个人，为了获得相应的利益，往往会生长一些速生树，这些树长高后，会对输电线路的稳定运行产生一定的影响。此外，保护区中的一些土地将被转让。在获得土地使用权后，承包商会在土地上种树，经常种一些速生树。这部分树木长大后，可能会损坏传输线，在保护区内甚至只有很少的人在建造非法建筑物，这将威胁线路保护区域中设备的安全，另一方面，也将威胁人们的生命和健康[1]。
1.2覆冰凝冻造成的危害
覆冰凝冻会严重损坏特高压电缆。这种危害主要是由气温，风速以及空气中液态水含量高引起的[2]。特别是在初春和冬季，特高压电缆容易损坏。天气变化可能会在特高压电缆上形成霜状，随着温度的降低，湿雪和雨水会逐渐变成霜状，冰面会迅速生成，这将对传输线造成更严重的破坏。一旦在传输线的操作过程中发生结冰，风速将加剧由结冰对电缆造成的损坏。同时，由于特高压电缆处于较高的位置，处于冻结状态，如果风很大，不仅冻结速度会加快，而且在严重的情况下，特高压电缆会损坏甚至断裂。它将造成巨大的破坏并导致大规模的长期停电，严重影响电网的运行，影响人们的正常生活和工业生产[3]。
2研究的热点问题
当前，高压和超高压电力电缆技术已经日趋成熟，但是从电缆的构造和运行经验以及未来的发展趋势来看，仍然有许多亟待解决的问题。下面的文章分析和讨论了覆冰凝冻、空间电荷以及高性能电缆材料三个方面[4]。
2.1覆冰凝冻问题
近年来，我国极端天气频繁发生，高压超高压电缆传输过程中不时出现结冰现象，这对电缆的正常运行构成了巨大的威胁，防冻技术的改进迫在眉睫。考虑到不同地区的气候和结冰原因不同，对于不同空间的高压超高压电力电缆，应根据适应措施的原则采用不同的防冻方法，因地制宜。其中，防结冰和防冻方法包括五个方面：让、改、抗、解、防。
2.2空间电荷问题
绝缘材料老化甚至击穿的主要原因之一是空间电荷的积累引起的局部场强的增加。目前，空间电荷的危害已得到国际上的普遍认可，对此进行了大量的研究，并取得了许多研究成果。针对现有信号恢复技术无法在较宽的频率范围内处理脉冲电声信号的缺陷，提出了一种改进的脉冲电声方法名为空间电荷波形恢复技术。空间电荷测量技术的研究为将来开发高绝缘水平的高质量电缆材料奠定了良好的基础[5]。
2.3高性能电缆材料的问题
对于高压和超高压电力电缆，电缆主体和附件中使用的绝缘材料的性能是确保电缆运行可靠性的基础。目前，广泛用于电缆线路的绝缘材料是交联聚乙烯和硅橡胶。其中，将交联聚乙烯用作电缆体的绝缘材料。国内外研究人员普遍认为：可以通过向其中添加无机纳米填料来抑制空间电荷问题。得益于对纳米材料的不断深入研究，纳米复合电介质技术将为高压和超高压电力电缆技术的发展带来新的突破。目前，对硅橡胶的研究主要集中在材料的机械性能、电性能、耐热和阻燃性能上。研究方法包括改变基础材料和填料成分，将其他橡胶材料混入硅橡胶等，例如研究不同二氧化硅含量对电气树枝的影响，以及测试氧化铝颗粒对硅酮性能各个方面的影响。
3.高压超高压电力电缆的发展趋势
3.1发展直流电缆
和交流电缆相比，直流电缆在高压和超高压线路中具有许多优势：由于邻近效应以及集肤效应，高压超高压交流电源电缆比直流电源电缆具有更大的功率损耗;直流电缆调节电流，改变功率，传输方向更方便;交流电缆对绝缘安全性有更高的要求，结构更复杂，成本大约是直流电缆的三倍。在海底电缆等长距离输电中，直流电力电缆使用的数量超过了交流电力电缆，已经成为首选。
3.2多种模式的混合输电技术
目前的传输方式主要包括：架空传输线、气体绝缘管道线和电力电缆线。它们的优点是不同的，并且在工程应用程序中有其自身的瓶颈和约束。鉴于此，电力系统应综合考虑不同输电方式的特点，发展电力电缆、燃气绝缘管道和架空线平行的地空混合输电方式;城市要确保输电方式的统一，电力电缆和气体绝缘管道是城市的主要外观和安全性，是城市的主要输电方式。在河流，湖泊，海洋，高山地區，自然保护区等架空线路难以或无法架设的地区，采用地空混合传输方式突破了架空线路的技术瓶颈。多模混合传输的网格布局是电力电缆发展的挑战和机遇。
3.3高温超导电缆
高温超导电缆是另一种电缆新技术开发的热点，该技术利用的是低温下材料呈现出的零阻值或是较小阻值的特性，使输送电流导致的温升限制得到克服，从而使输送容量大幅度提高。高温超导中的高温所指的温度依旧为零下数十到零下一百多摄氏度，因此需要配以相应冷却的设备，所以造价的成本相对较高。且故障中导体的温度超出临界温度，则会出现“失超”，这会给输电系统带来极大影响。以高温超导电缆技术为代表的新型电缆技术，其系统方案有待研究，其稳定性以及经济性都有待提高，与其实际的应用仍有相当大的距离。但如能够研发成熟以至投入实用，必将使电力电缆在未来输电系统中所占的比重大幅度增加。
结束语
由上可知，在节能环保的经济发展理念下，“高能效，低损耗”的高压超高压电力电缆传输方法是电力工业发展的必然方向。许多研究人员已进行了有关改善电缆性能材料，解决空间电荷测量问题，避免在施工期间可能发生电缆损坏以及电力电缆线路上覆冰凝冻的危害的研究，为超高压直流电缆技术的发展奠定了基础。随着电力电缆技术和气体绝缘管道技术的不断发展，未来的电网将不可避免地发展为架空输电线路，气体绝缘管道线路和电力电缆线路的混合输电方式。
参考文献
[1]莫刃.研究高压/超高压电力电缆关键技术及展望[J].低碳世界，2018（11）：81-82.
[2]范承宏，钟邱龙.高压超高压电力电缆技术的应用[J].中国高新区，2018（09）：153.
[3]罗跃东.超高压电力建设监理安全控制管窥[J].通讯世界，2017（16）：142-143.
[4]曹洵铖.高压超高压电力电缆技术的应用[J].科技资讯，2016，14（36）：50-51.
[5]吴小东.超高压电力电缆工程设计及施工关键技术浅谈[J].通讯世界，2016（23）：208-209.
（特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 山东省 泰安市 271200）
关键词：高压;超高压;电力电缆中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-154
引言
在过去的几十年中，无数的科研人员为电力电缆的普及做出了巨大的贡献，研究成果十分辉煌，但是高压和超高压仍然需要解决许多技术问题。电力电缆如何选择电缆绝缘材料，避免电缆投入使用时发生击穿等事故，如何避免电力电缆的施工问题，减少不必要的电缆维护。本文从高压和超高压电力电缆技术的发展状况入手。在总结和分析了高压超高压电力电缆面临的一些热点问题之后，分析了其未来的发展趋势。
1高压超高压电力电缆的运行现况
1.1保护不够规范
从我国近年修建的特高压电缆保护区的情况来看，经常会种植一些稀有的超高植物，或者建造一些建筑物。同时，在特定的运营过程中会有一些群体或个人，为了获得相应的利益，往往会生长一些速生树，这些树长高后，会对输电线路的稳定运行产生一定的影响。此外，保护区中的一些土地将被转让。在获得土地使用权后，承包商会在土地上种树，经常种一些速生树。这部分树木长大后，可能会损坏传输线，在保护区内甚至只有很少的人在建造非法建筑物，这将威胁线路保护区域中设备的安全，另一方面，也将威胁人们的生命和健康[1]。
1.2覆冰凝冻造成的危害
覆冰凝冻会严重损坏特高压电缆。这种危害主要是由气温，风速以及空气中液态水含量高引起的[2]。特别是在初春和冬季，特高压电缆容易损坏。天气变化可能会在特高压电缆上形成霜状，随着温度的降低，湿雪和雨水会逐渐变成霜状，冰面会迅速生成，这将对传输线造成更严重的破坏。一旦在传输线的操作过程中发生结冰，风速将加剧由结冰对电缆造成的损坏。同时，由于特高压电缆处于较高的位置，处于冻结状态，如果风很大，不仅冻结速度会加快，而且在严重的情况下，特高压电缆会损坏甚至断裂。它将造成巨大的破坏并导致大规模的长期停电，严重影响电网的运行，影响人们的正常生活和工业生产[3]。
2研究的热点问题
当前，高压和超高压电力电缆技术已经日趋成熟，但是从电缆的构造和运行经验以及未来的发展趋势来看，仍然有许多亟待解决的问题。下面的文章分析和讨论了覆冰凝冻、空间电荷以及高性能电缆材料三个方面[4]。
2.1覆冰凝冻问题
近年来，我国极端天气频繁发生，高压超高压电缆传输过程中不时出现结冰现象，这对电缆的正常运行构成了巨大的威胁，防冻技术的改进迫在眉睫。考虑到不同地区的气候和结冰原因不同，对于不同空间的高压超高压电力电缆，应根据适应措施的原则采用不同的防冻方法，因地制宜。其中，防结冰和防冻方法包括五个方面：让、改、抗、解、防。
2.2空间电荷问题
绝缘材料老化甚至击穿的主要原因之一是空间电荷的积累引起的局部场强的增加。目前，空间电荷的危害已得到国际上的普遍认可，对此进行了大量的研究，并取得了许多研究成果。针对现有信号恢复技术无法在较宽的频率范围内处理脉冲电声信号的缺陷，提出了一种改进的脉冲电声方法名为空间电荷波形恢复技术。空间电荷测量技术的研究为将来开发高绝缘水平的高质量电缆材料奠定了良好的基础[5]。
2.3高性能电缆材料的问题
对于高压和超高压电力电缆，电缆主体和附件中使用的绝缘材料的性能是确保电缆运行可靠性的基础。目前，广泛用于电缆线路的绝缘材料是交联聚乙烯和硅橡胶。其中，将交联聚乙烯用作电缆体的绝缘材料。国内外研究人员普遍认为：可以通过向其中添加无机纳米填料来抑制空间电荷问题。得益于对纳米材料的不断深入研究，纳米复合电介质技术将为高压和超高压电力电缆技术的发展带来新的突破。目前，对硅橡胶的研究主要集中在材料的机械性能、电性能、耐热和阻燃性能上。研究方法包括改变基础材料和填料成分，将其他橡胶材料混入硅橡胶等，例如研究不同二氧化硅含量对电气树枝的影响，以及测试氧化铝颗粒对硅酮性能各个方面的影响。
3.高压超高压电力电缆的发展趋势
3.1发展直流电缆
和交流电缆相比，直流电缆在高压和超高压线路中具有许多优势：由于邻近效应以及集肤效应，高压超高压交流电源电缆比直流电源电缆具有更大的功率损耗;直流电缆调节电流，改变功率，传输方向更方便;交流电缆对绝缘安全性有更高的要求，结构更复杂，成本大约是直流电缆的三倍。在海底电缆等长距离输电中，直流电力电缆使用的数量超过了交流电力电缆，已经成为首选。
3.2多种模式的混合输电技术
目前的传输方式主要包括：架空传输线、气体绝缘管道线和电力电缆线。它们的优点是不同的，并且在工程应用程序中有其自身的瓶颈和约束。鉴于此，电力系统应综合考虑不同输电方式的特点，发展电力电缆、燃气绝缘管道和架空线平行的地空混合输电方式;城市要确保输电方式的统一，电力电缆和气体绝缘管道是城市的主要外观和安全性，是城市的主要输电方式。在河流，湖泊，海洋，高山地區，自然保护区等架空线路难以或无法架设的地区，采用地空混合传输方式突破了架空线路的技术瓶颈。多模混合传输的网格布局是电力电缆发展的挑战和机遇。
3.3高温超导电缆
高温超导电缆是另一种电缆新技术开发的热点，该技术利用的是低温下材料呈现出的零阻值或是较小阻值的特性，使输送电流导致的温升限制得到克服，从而使输送容量大幅度提高。高温超导中的高温所指的温度依旧为零下数十到零下一百多摄氏度，因此需要配以相应冷却的设备，所以造价的成本相对较高。且故障中导体的温度超出临界温度，则会出现“失超”，这会给输电系统带来极大影响。以高温超导电缆技术为代表的新型电缆技术，其系统方案有待研究，其稳定性以及经济性都有待提高，与其实际的应用仍有相当大的距离。但如能够研发成熟以至投入实用，必将使电力电缆在未来输电系统中所占的比重大幅度增加。
结束语
由上可知，在节能环保的经济发展理念下，“高能效，低损耗”的高压超高压电力电缆传输方法是电力工业发展的必然方向。许多研究人员已进行了有关改善电缆性能材料，解决空间电荷测量问题，避免在施工期间可能发生电缆损坏以及电力电缆线路上覆冰凝冻的危害的研究，为超高压直流电缆技术的发展奠定了基础。随着电力电缆技术和气体绝缘管道技术的不断发展，未来的电网将不可避免地发展为架空输电线路，气体绝缘管道线路和电力电缆线路的混合输电方式。
参考文献
[1]莫刃.研究高压/超高压电力电缆关键技术及展望[J].低碳世界，2018（11）：81-82.
[2]范承宏，钟邱龙.高压超高压电力电缆技术的应用[J].中国高新区，2018（09）：153.
[3]罗跃东.超高压电力建设监理安全控制管窥[J].通讯世界，2017（16）：142-143.
[4]曹洵铖.高压超高压电力电缆技术的应用[J].科技资讯，2016，14（36）：50-51.
[5]吴小东.超高压电力电缆工程设计及施工关键技术浅谈[J].通讯世界，2016（23）：208-209.
（特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 山东省 泰安市 271200）