（四川电力送变电建设公司 610051）
摘要：文章简要分析了电缆发展过程中关键技术的突破，并指出了在超高压电缆发展中存在的主要问题，包括高性能电缆材料问题、电树枝老化问题等，同时对未来超高压电力电缆发展进行了展望。
关键词：超高压电力电缆，关键技术，展望
引言
随着电力工业的快速发展，发电量需求的不断攀升以及环境友好的发展要求都对电力运输有了更高要求，并给电力电缆带来了新的发展机遇。一方面清洁能源在近年来得到了重要应用，而这些能源大多是来自于偏远地区或是海域等特殊地形，在不适用传统架空输电的情况下就必须使用海底电缆进行电能输送；另一方面城市用电量的逐年攀升，从视觉美观以及节省土地资源的角度考虑，电力电缆成为了最佳选择。超高压电力电缆在快速发展的同时也存在较多不足，本文重点分析了其存在的主要问题，并对超高压电力电缆的发展进行了展望。
1电缆发展过程的关键技术突破
在电缆发展的过程中，经历了多次关键是技术的突破。上世纪60年代出现的因树枝状老化而造成的电缆运行障碍，为了有效解决这一问题，采用抗电树枝老化XLPE材料与3层共挤工艺的XLPE电缆被投入使用并沿用至今；但是当固体绝缘电缆用于直流输电时，会因空间电荷聚集而在极性反转条件下出现场强升高与电阻率温度特性的非线性变化，这些都极大的影响了XLPE的应用，后期随着相关理论的不断发展，通过采用柔性直流输电能够较好的缓解这一问题，从而进一步推动了XLPE的应用与发展[1]。
2超高压电力电缆存在的主要问题
2.1高性能电缆材料问题
电缆材料的性能是影响电缆运行稳定性的重要因素，电缆绝缘可以被分为电缆本体绝缘与电缆附件绝缘，现阶段交联聚乙烯与硅橡胶分别作为电缆本体与附体绝缘材料得到了广泛应用。在固体电介质中添加纳米材料是抑制直流高电场下空间电荷问题的主要方法，但由于纳米填料容易出现严重团聚，因此成为了其在电缆绝缘材料发展中限制因素。而硅橡胶材料的研究重点则是其在机械、电气性能以及导热性能等方面的提升，现阶段学者们也在不断的探索能够提升硅橡胶材料性能的最佳方法。
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2.2电树枝老化问题
电树枝老化是造成电力电缆故障的重要原因，国内外学者针对这一问题展开了大量的研究工作。随着相关技术的不断发展，造成电树枝老化的局部放电现象的到了有效抑制，但仍然无法完全避免，国内的研究学者一直在不断探究造成电树枝老化的原因，并展开了多项研究，如吴炯报道了聚乙烯电缆中电树枝老化击穿现象与机理，周远翔则通过实验模拟了硅橡胶中电树枝老化的全过程[2]。
2.3空间电荷问题
空间电荷是直流绝缘材料研究工作中的主要内容之一，国际上普遍认为空间电荷对直流绝缘材料有着负面影响，并对此展开了大量研究，国内学者也先后展开了对空间电荷特性的研究，并获得了一定的研究成果。对于空间电荷特性的研究工作对开发出性能优异的电缆材料有着重要意义。
2.4电缆附件绝缘材料及结构设计
电缆附件是用于电缆本体之间以及电缆与其他设备之间的连接，电缆附件不仅要保证良好的物理连接状况，同时还要具备均匀的电场。虽然电缆附件有着重要应用，但附件处机械、电气问题却较为复杂，已经成为了超高压电力电缆发展的重要限制因素，因此国内学者必须对这一问题进行重点研究。
2.5电缆绝缘检测与诊断
由于电缆通常是设置于地下，因此电缆绝缘的检测与诊断成本较高，已经成为了电缆研究工作中的重点内容。现阶段对电缆绝缘的检测主要针对温度以及局部放电信号展开，主要分为信号机理的研究以及检测技术的研究。在温度检测方面，分布式光纤测温以及红外热成像技术已经得到了广泛应用，但仍然存在一定的缺陷需要得到进一步的完善。而在局部放电检测方面，其核心研究是找到绝缘缺陷对应的局部放电信号的表征，国内学者研通过不同方法展开了对放电特征的研究[3]。
3超高压电力电缆发展展望
随着电力需求的不断攀升，对电缆传送电力的稳定性、容量以及便捷性等性能都有了要求，根据现阶段的市场需求，未来的超高压电力电缆发展趋势主要有以下几个方面：①XLPE电缆成为重要应用，相比于传统的浸渍纸绝缘电缆以及充油电缆，XLPE电缆在电气性能、耐热性能、机械性能等方面都有较大优势，因此具有广阔的发展前景；②直流电缆得到大力发展，直流电缆与交流电缆具有输送距离长、环保、成本低等多种优势，为了满足经济、环保的电缆线路建设要求，直流电缆将成为海底电缆建设的首选；③高压气体绝缘管道电缆（GIL）得到快速发展，GIL利用混合气体作为绝缘介质，从而将导电线路与金属接地外壳进行分离，因此能够较好的解决无冷却条件下的高压大容量电力输送问题；④地空混合送电模式发展，在进行远距离、大容量电力输送系统建设时，处于经济、稳定性考虑，可以建设地空混合送电模式，将电力电缆、GIL线路与架空线路并行，从而实现更为灵活的电力输送方案。
结论
本文简要分析了在超高压电力电缆发展过程中的关键技术突破，然后分析了电力电缆发展中的主要问题，包括高性能电缆材料、电树枝老化、空间电荷、电缆附件绝缘材料及结构设计、电缆绝缘检测与诊断，这些问题是现阶段电缆研究的重点内容。最后文章还对超高压电力电缆的的发展趋势做出了展望，认为在未来一段时期内，XLPE电缆、直流电缆、高压气体绝缘管道电缆以及地空混合送电模式将成为主要的发展方向。
参考文献
[1]周远翔,赵健康,刘睿,陈铮铮,张云霄. 高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 高电压技术,2014,09:2593-2612.
[2]周远翔,刘睿,张云霄,赵健康,陈铮铮. 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]楚济祥. 500千伏超高压电力电缆工程设计及施工关键技术研究[D].华北电力大学（北京）,2011.
论文作者:唐川
论文发表刊物:《电力设备》2016年第13期
论文发表时间:2016/9/30
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