摘要：随着中国经济的快速发展，城市现代化水平的不断提高，电力电缆作为城市电网中的重要设备，发展速度极快。随着电力负荷的增加、电压等级的提高以及人们安全环保意识的增加，电力电缆的相关技术也在不断更新，这些新技术的不断进步，对电力电缆的安全运行、保障供电可靠性、减少环境污染、降低制造及运行成本等方面都有重大意义。本文叙述了电力电缆及其附件相关技术的发展。
关键词：充油电缆；XLPE电缆；电缆附件；在线检测
1 电力电缆及其附件相关的技术
1.1 三芯电缆的推广和直流电缆的发展
目前110kV及以上等级的电力电缆主要采用的是单芯电缆。三芯电缆与单芯电缆相比，具有价格低廉，敷设工作量少等优点。三芯XLPE电缆主要用于35kV及以下等级的中低压电缆中。三个单芯大节距绞合方法，既方便了敷设，充分利用空间，又给分支供电创造了条件，逐渐被欧美等发达国家采用。随着直流输电事业的发展，直流电缆的研究被提上议程。研究表明，直流电缆具有电缆长度不受充电电流限制、无需电抗性补偿装置、容易控制功率传输、制造安装简便、介质和导体损耗小、载流量大等优点，有着良好的市场前景，因此逐渐受到各国研究人员的重视。日本采用添加剂以减缓直流高压电缆绝缘中空间电荷累积的方法研制出传输容量为2800MW的500kV直流XLPE电缆及其附件，具有不易累积空间电荷、体积电阻率较高等优点。但是相对于交流电力系统而言，高压直流电力电缆的发展是滞后的，目前还有不少问题有待于进一步研究解决，如：空间电荷积累机理及其抑制方法，直流电压下的绝缘老化机理，新开发绝缘材料的长期稳定性，局部放电的影响等。
1.2 XLPE电缆终端的小型化、安全化
电缆气密终端采用由环氧树脂和橡胶应力锥制成的预制式绝缘方式。以前的气密终端，一般使用瓷套式绝缘套管。这种终端发生爆炸时，瓷套管碎片会发生二次危害，伤及人体和周围设备。随着高分子绝缘材料技术的发展，硅橡胶复合式绝缘套管已应用于66kV和154kV等级电缆，其优点是重量轻、抗污性强、耐震防爆性能好。但是硅橡胶材料老化寿命一般为20年，电缆终端设计寿命为30年，硅橡胶外绝缘是否需要在20年后进行更换的问题需要进行深入研究。随着地球自然环境的恶化和人类环保意识的提高，减少并逐步淘汰充油和SF6气体的电缆终端产品成为大势所趋。上述终端发生泄漏时会造成土壤或空气污染，而且绝缘油废弃后，也不易处理。欧洲一些企业正在考虑实现500kV电缆附件的无油化，中国的电缆附件生产企业也在努力制造安全环保产品。目前已经有插拔式和GIS干式终端问世。
1.3 超高压电缆及附件相关技术研究
随着中国经济的持续高速发展，电力需求也成倍增加，形成了大容量集中性供电负荷中心，导致超高压XLPE电缆系统的需求也迅速增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前中国北京、上海、广州等大城市已经在运行220kV电缆线路，而500kV电缆主要还是作为水电站、抽水蓄能电站的高压端引出线使用，随着城市电网负荷的不断增加，北京、上海等地也正在建设500kV电缆系统。中国已经具备生产包括500kV等级的超高压电缆的能力，但是目前能提供220kV及以上等级电缆附件的厂家不多，500kV电缆附件还处于攻关开发阶段。国网电科院电缆所正在推动500kV电缆本体和220kV电缆附件的国产化。由于超高压电缆挤包绝缘的绝缘厚度减薄趋势的要求，将会使电缆本体绝缘的工作场强提高，如何评价在高场强下运行的电缆及其附件的绝缘性能非常重要。
2 电力电缆在线检测技术的发展
（1）小波变换。该技术需要用到滤波器，有的研究给出了2种测量故障距离的方法——单端检测和双端同步检测；有的研究通过小波变换单端行波测距，使行波传播速度与行波达到时间的选择问题得以解决，经大量实践证实，该技术的单端行波测距的精确度完全可以达到故障现场对精准故障定位的标准；还有的研究讲解了电缆故障的在线监测以及电缆精确测距方法，深入探讨了小波变换技术中的电缆故障测距。（2）实时专家系统。这是基于网络远程服务发展而来的一种解决电缆故障测距技术，有研究指出，继电保护基础上的专家系统，可通过C语言集成诊断来明确电力电缆的故障类型极其电流有效值，最终准确定位出故障发生点。（3）因果网络。节点征兆、起始原因、状态和假设共同组成因果网络，征兆节点代表的是状态节点的征兆，比如，保护动作是断路器跳闸的征兆；起始原因代表的是最初引起电缆故障的原因；状态节点代表的是领域内某部分的状态，比如，断路器的挑战，假设节点代表的是研究系统的诊断假设。有学者扩展因果网络后，利用报警信息时序特性约束概念构建起新的时序因果网络，并且给出了基于该网络的电力电缆故障诊断技术。
3 电力电缆技术的发展动向
与充油电缆相比，XLPE电缆具有不需要供油设备、防火性能好、安装维护简单和机械电气性能好等优点，在世界范围内得到广泛应用，但其显著缺点是存在绝缘气隙和突起等局部缺陷，导致局部电场集中容易发生水树等绝缘老化现象，在长期运行时有些电缆可能会出现局部放电现象。XLPE电缆发展迅速，自从其20世纪60年代开始用于低压电缆后，经过近40年的研究，在高电压和大容量化方面取得了很大进展。欧洲已经大量应用到400kV系统中，在近年国际上运行的400kV以上高压电缆中，绝大多数也为XLPE电缆。电力电缆经过了从充油电缆时代到XLPE电缆时代的转变，目前XLPE电缆逐渐向高电压化方向发展。今后将以XLPE电缆为主体，朝着小型化、安全环保化、接头安装简单化以及检测技术自动化等相关技术方向发展。
4 结论：
综上所述，开发和敷设电压等级高、运行更可靠的XLPE电缆，使的充油电缆更新换代为XLPE电缆化是大势所趋，已成定局。研究特高压电缆及附件、特高压直流XLPE电缆关键技术，发展电力电缆新技术，提高城市电网的可靠性和安全性，降低运行成本，是今后的发展趋势。随着电子信息科技的高速发展，电力电缆诊断检测技术也应顺应时代潮流，与时俱进地向着数字化、智能化及自动化的方向稳定发展。
参考文献：
[1]袁燕岭，李世松，董杰，等.电力电缆诊断检测技术综述[J].电测与仪表，2016，53（11）：1-7.
[2]高压电力电缆局部放电检测技术研究[D].孙静.上海交通大学2012
论文作者:郝文霞,李鲁博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/30
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