On-line övervakningsenhet för tilt av transmissionsledningstorn, som återspeglar lutningen och deformationen av transmissionstornet i drift

Rörformad strömkabel

Rörformad strömkabel är en slags strömförande utrustning vars ledare är ett cirkulärt rör av koppar eller aluminium och är inlindad

med isolering, och isoleringen är lindad med jordande metallskyddsskikt.För närvarande är den vanliga spänningsnivån 6-35kV.

Jämfört med traditionella strömkablar, på grund av dess strukturella egenskaper, har den följande tekniska fördelar:

1) Ledaren är rörformig, med stor sektionsarea, bra värmeavledning, stor strömbärande kapacitet (strömkapaciteten för en enkel

konventionell utrustning kan nå 7000A), och god mekanisk prestanda.

2) Täckt med solid isolering, med skärmning och jordning, säker, utrymmesbesparande och litet underhåll;

3) Det yttre lagret kan utrustas med pansar och slida, med bra väderbeständighet.

Rörledare är lämpliga för de fasta installationslinjerna med stor kapacitet, kompaktitet och korta avstånd i modern kraftutveckling.

Rörledare, med sina enastående tekniska fördelar såsom stor bärförmåga, platsbesparing, stark väderbeständighet, säkerhet, lätt

installation och underhåll, kan ersätta konventionella strömkablar, GIL, etc. i vissa applikationsscenarier och bli ett val för tung belastning

anslutningsdesign.

Under de senaste åren har rörformade strömkablar använts i stor utsträckning i inhemska nya smarta transformatorstationer, storskaliga solceller, vindkraft, kärnkraft.

kraftteknik, petroleum, stål, kemi, elektrifierad järnväg, stadstrafik och andra områden, och spänningsnivån har också kommit in i högspänningen

från den initiala lågspänningen.Antalet tillverkare har ökat från ett fåtal europeiska och amerikanska tillverkare till dussintals, främst i Kina.

Isoleringen av inhemska rörformade strömkablar är uppdelad i epoxiimpregnerad pappersgjutning, silikongummiextrudering, EPDM-extrudering,

lindning av polyesterfilm och andra former.Från nuvarande produktions- och driftserfarenhet är de största problemen som uppstår isoleringsproblem,

såsom långtidsprestanda för fasta material och val av isoleringstjocklek, utvecklingsmekanism och detektering av fast isolering

defekter, och forskningen om mellanliggande anslutning och kontroll av terminalfältstyrka.Dessa problem liknar de för konventionella extruderade

isolerade strömkablar.

Gasisolerad kabel (GIL)

Gas Insulated Transmission Lines (GIL) är en kraftöverföringsutrustning med hög spänning och stor ström som använder SF6-gas eller SF6- och N2-blandgas

isolering, och kapslingen och ledaren är anordnade i samma axel.Ledaren är gjord av aluminiumrör, och skalet är stängt av

spole av aluminiumlegering.GIL liknar den koaxiala rörledningsbussen i det gasisolerade metallslutna ställverket (GIS).Jämfört med GIS har GIL nr

krav på brytning och ljusbågssläckning, och dess tillverkning är relativt enkel.Den kan välja olika väggtjocklek, diameter och isolering

gas, som kan uppfylla olika krav ekonomiskt.Eftersom SF6 är en mycket stark växthusgas blir SF6-N2 och andra blandade gaser gradvis

används som substitut internationellt.

GIL har fördelarna med bekväm installation, drift och underhåll, låg felfrekvens, mindre underhållsarbete etc. Det kan förenkla kabeldragningen av

kraftverk och transformatorstationer, med en designlivslängd på mer än 50 år.Det har nästan 40 års erfarenhet av verksamhet utomlands, och den totala globala

installationslängden har överskridit 300 km.GIL har följande tekniska egenskaper:

1) Stor kapacitetsöverföring realiseras med hög strömkapacitet upp till 8000A.Kapacitansen är mycket mindre än den för konventionella hög-

spänningskablar och reaktiv effektkompensation krävs inte ens för långdistansöverföring.Linjeförlusten är lägre än för konventionella hög-

spänningskablar och luftledningar.

2) Hög tillförlitlighet för säker drift, metallomsluten stel struktur och rörtätningsisolering antas, som i allmänhet inte påverkas av hårt klimat

och andra miljöfaktorer jämfört med luftledningar.

3) Kom överens med den omgivande miljön på ett vänligt sätt, med mycket låg elektromagnetisk påverkan på miljön.

GIL kostar mer än luftledningar och konventionella högspänningskablar.Allmänna servicevillkor: överföringskrets med spänning på 72,5 kV och högre;

För kretsar med stor överföringskapacitet kan konventionella högspänningskablar och luftledningar inte uppfylla överföringskraven;Platser med

höga miljökrav, såsom vertikala axlar med högt fall eller lutande axlar.

Sedan 1970-talet har europeiska och amerikanska länder omsatt GIL i praktiken.1972 byggdes det första AC GIL-transmissionssystemet i världen i Hudson

Kraftverk i New Jersey (242kV, 1600A).1975 slutförde Wehr Pumped Storage Power Station i Tyskland det första GIL-transmissionsprojektet i Europa

(420kV, 2500A).Under detta århundrade har Kina lanserat ett stort antal storskaliga vattenkraftprojekt, såsom Xiaowan Hydropower Station, Xiluodu

Vattenkraftverk, vattenkraftverk i Xiangjiaba, vattenkraftverk i Laxiwa, etc. Enhetskapaciteten för dessa vattenkraftprojekt är enorm, och de flesta av

de antar den underjordiska kraftverkslayouten.GIL har blivit ett av huvudsätten för inkommande och utgående linjer, och linjespänningsgraden är 500kV

eller till och med 800kV.

I september 2019 togs Sutong GILs omfattande rörgalleriprojekt officiellt i drift, vilket markerade den formella bildandet av Östra Kinas ultrahöga

spänning AC dubbelslinga nätverk.Enfaslängden för dubbelkrets 1000kV GIL-rörledningen i tunneln är cirka 5,8 km, och den totala längden av

dubbelkrets sexfasrörledning är cirka 35 km.Spänningsnivån och totallängden är de högsta i världen.

Termoplastisk polypropenisolerad kabel (PP)

Nuförtiden är mellan- och högspännings växelströmskablar i grunden isolerade med tvärbunden polyeten (XLPE), som har hög långtidsverkan.

temperatur på grund av dess utmärkta termodynamiska egenskaper.Men XLPE-material ger också negativa effekter.Förutom att det är svårt att återvinna,

tvärbindningsprocessen och avgasningsprocessen resulterar också i lång kabelproduktionstid och höga kostnader, och de tvärbundna polära biprodukterna som t.ex.

kumylalkohol och acetofenon kommer att öka dielektricitetskonstanten, vilket kommer att öka kapacitansen hos AC-kablar, vilket ökar transmissionen

förlust.Om de används i DC-kablar kommer tvärbindande biprodukter att bli en viktig källa för generering av rymdladdning och ackumulering under DC-spänning,

allvarligt påverkar livslängden för DC-kablar.

Termoplastisk polypropen (PP) har egenskaperna utmärkt isolering, hög temperaturbeständighet, mjukgöring och återvinning.Den modifierade

termoplastisk polypropen övervinner defekterna med hög kristallinitet, låg temperaturbeständighet och dålig flexibilitet och har fördelar för att optimera

kabelbearbetningsteknik, minska kostnaderna, öka produktionshastigheten och öka kabelextruderingslängden.Tvärbindnings- och avgasningslänkarna är

utelämnas, och produktionstiden är endast cirka 20 % av den för XLPE-isolerade kablar.När innehållet av polära komponenter minskar kommer det att bli en

potentiellt val för isolering av DC-kabel med hög spänning.

Under detta århundrade började europeiska kabeltillverkare och materialtillverkare utveckla och kommersialisera termoplastiska PP-material och gradvis

applicerade dem på medel- och högspänningskabelledningar.För närvarande har mellanspännings-PP-kabeln tagits i drift för tiotusentals

kilometer i Europa.Under de senaste åren har processen med att använda modifierad PP som högspänningskablar i Europa accelererats avsevärt, och 320kV,

525kV och 600kV modifierade polypropenisolerade DC-kablar har klarat typtester.Kina har också utvecklat en modifierad PP-isolerad mellanspänning

AC-kabel och sätt in den i projektdemonstrationsapplikation genom typtest för att utforska produkter med högre spänningsnivåer.Standardisering och ingenjörskonst

praktiken pågår också.

Högtemperatur supraledande kabel

För stora storstadsområden eller stora strömanslutningstillfällen är överföringstätheten och säkerhetskraven extremt höga.På samma gång,

överföringskorridoren och utrymmet är begränsat.Den tekniska utvecklingen av supraledande material gör att supraledande transmissionsteknik är en

möjliga alternativ för projekt.Genom att använda den befintliga kabelkanalen och ersätta den befintliga strömkabeln med supraledande högtemperaturkabel,

överföringskapaciteten kan fördubblas och motsättningen mellan lasttillväxt och begränsat överföringsutrymme kan lösas väl.

Den supraledande kabelns överföringsledare är supraledande material, och överföringstätheten för den supraledande kabeln är stor

och impedansen är extremt låg under normala arbetsförhållanden;När kortslutningsfelet uppstår i elnätet och överföringsströmmen är

större än den kritiska strömmen för det supraledande materialet kommer det supraledande materialet att förlora sin supraledande förmåga, och impedansen av

den supraledande kabeln kommer att vara mycket större än den för den konventionella kopparledaren;När felet är eliminerat kommer den supraledande kabeln

återuppta sin supraledande förmåga under normala arbetsförhållanden.Om högtemperatur supraledande kabel med viss struktur och teknik

används för att ersätta den traditionella kabeln, kan elnätets felströmsnivå reduceras effektivt.Den supraledande kabelns förmåga att begränsa

felströmmen är proportionell mot kabellängden.Därför är den storskaliga användningen av supraledande kraftöverföringsnät som består av

supraledande kablar kan inte bara förbättra kraftnätets överföringskapacitet, minska överföringsförlusten i kraftnätet, utan också förbättra

dess inneboende felströmsbegränsningsförmåga, Förbättra säkerheten och tillförlitligheten för hela elnätet.

När det gäller ledningsförlust inkluderar supraledande kabelförlust huvudsakligen lednings AC-förlust, värmeläckageförlust av isoleringsrör, kabelterminal, kylsystem,

och förlust av flytande kväve som övervinner cirkulationsmotstånd.Under villkoret av omfattande kylsystem effektivitet, driftförlust av HTS

kabeln är cirka 50% ~ 60% av den för konventionell kabel när den sänder samma kapacitet.Lågtemperaturisolerad supraledande kabel har bra

elektromagnetisk skärmningsfunktion, teoretiskt sett kan den helt skärma det elektromagnetiska fältet som genereras av kabelledaren, för att inte orsaka

elektromagnetisk förorening av miljön.Supraledande kablar kan läggas på täta sätt såsom underjordiska rör, vilket inte påverkar driften

av omgivande kraftutrustning, och eftersom den använder obrännbart flytande kväve som köldmedium, eliminerar den också risken för brand.

Sedan 1990-talet har framstegen inom beredningstekniken för supraledande tejper för hög temperatur främjat forskning och utveckling av

supraledande kraftöverföringsteknik över hela världen.USA, Europa, Japan, Kina, Sydkorea och andra länder och regioner har

genomfört forskning och tillämpning av högtemperatur supraledande kablar.Sedan 2000 har forskningen kring HTS-kablar fokuserat på AC-överföring

kablar, och huvudisoleringen av kablar är huvudsakligen kallisolering.För närvarande har den supraledande högtemperaturkabeln i princip fullbordat

laboratorieverifieringsstadiet och gradvis trädde i praktisk tillämpning.

Internationellt kan forskning och utveckling av supraledande kablar för hög temperatur delas in i tre steg.Först gick det igenom

preliminär utforskningsstadium för högtemperatur supraledande kabelteknik.För det andra är det för forskning och utveckling av de låga

temperatur (CD) isolerad högtemperatur supraledande kabel som verkligen kan realisera kommersiell tillämpning i framtiden.Nu har den kommit in i

applikationsforskningsstadiet för demonstrationsprojektet för CD-isolerad supraledande kabel med hög temperatur.Under det senaste decenniet har USA,

Japan, Sydkorea, Kina, Tyskland och andra länder har utfört ett antal CD-isolerade högtemperatur supraledande kablar

demonstrationsapplikationsprojekt.För närvarande finns det huvudsakligen tre typer av CD-isolerade HTS-kabelstrukturer: enkelkärna, trekärniga och trekärniga.

fas koaxial.

I Kina, Institute of Electrical Engineering vid den kinesiska vetenskapsakademin, Yundian Inna, Shanghai Cable Research Institute, China Electric Power

Forskningsinstitutet och andra institutioner har successivt bedrivit forskning och utveckling av supraledande kablar och gjort stora framsteg.

Bland dem slutförde Shanghai Cable Research Institute typtestet av den första 30m, 35kV/2000A CD-isolerade enkärna supraledande kabeln i

Kina 2010, och avslutade installationen, testet och driften av 35kV/2kA 50m supraledande kabelsystem av Baosteels supraledande kabel

demonstrationsprojekt i december 2012. Denna linje är den första lågtemperaturisolerade supraledande kabeln för hög temperatur som går på nätet i Kina,

och det är också den CD-isolerade högtemperatursupraledande kabellinjen med den största belastningsströmmen i samma spänningsnivå i världen.

I oktober 2019 klarade Shanghai Cable Research Institute typtestet av det första 35kV/2,2kA CD-isolerade supraledande kabelsystemet med tre kärnor i

Kina, som lägger en solid grund för det efterföljande demonstrationsprojektet.Demonstrationsprojektet för supraledande kabelsystem i Shanghai

tätort, som leds av Shanghai Cable Research Institute, är under uppbyggnad och förväntas färdigställas och tas i kraftöverföringsdrift av

i slutet av 2020. Det är dock fortfarande en lång väg att gå för främjande och tillämpning av supraledande kablar i framtiden.Mer forskning kommer att bli

genomförs i framtiden, inklusive utveckling av supraledande kabelsystem och experimentell forskning, systemteknisk applikationsteknik

forskning, systemdrifttillförlitlighetsforskning, systemlivscykelkostnad, etc.

Övergripande utvärdering och utvecklingsförslag

Den tekniska nivån, produktkvaliteten och den tekniska tillämpningen av kraftkablar, särskilt högspännings- och ultrahögspänningskablar, representerar

den totala nivån och industriella kapaciteten för ett lands kabelindustri i viss utsträckning.Under perioden "13:e femårsplanen", med den snabba utvecklingen

av kraftteknisk konstruktion och starkt främjande av industriell teknisk innovation, anmärkningsvärda tekniska framsteg och imponerande ingenjörskonst

framsteg har gjorts på området kraftkablar.Utvärderad utifrån aspekter av tillverkningsteknik, tillverkningskapacitet och ingenjörskonst

ansökan har den nått den internationella avancerade nivån, av vilka några är på den internationella ledande nivån.

Ultrahögspänningskabel för stadsnät och dess tekniska tillämpning

Den AC 500kV XLPE isolerade strömkabeln och dess tillbehör (kabeln är tillverkad av Qingdao Hanjiang Cable Co., Ltd., och tillbehören är

delvis tillhandahållet av Jiangsu Anzhao Cable Accessories Co., Ltd.), som tillverkas av Kina för första gången, används i konstruktionen av

500kV kabelprojekt i Peking och Shanghai, och är de stadskabelledningar med högsta spänningskvalitet i världen.Den har tagits i drift normalt

och har gett viktiga bidrag till den regionala sociala och ekonomiska utvecklingen.

Ultrahög spänning ac undervattenskabel och dess tekniska tillämpning

Zhoushans 500kV sammankopplade kraftöverförings- och transformationsprojekt, färdigställt och satt i drift 2019, är en sammankoppling över havet

projekt av tvärbundna polyetenisolerade kraftkablar med högsta spänningsnivå tillverkade och tillämpade internationellt.Stora kablar och

tillbehör är helt tillverkade av inhemska företag (bland vilka långa ubåtskablar tillverkas och tillhandahålls av Jiangsu

Zhongtian Cable Co., Ltd., Hengtong High Voltage Cable Co., Ltd. respektive Ningbo Dongfang Cable Co., Ltd. och kabelterminaler tillverkas

och tillhandahålls av TBEA), vilket återspeglar den tekniska nivån och tillverkningskapaciteten för Kinas ultrahögspänningsundervattenskablar och tillbehör.

Ultrahög spänning likströmskabel och dess tekniska tillämpning

Three Gorges Group kommer att bygga ett vindkraftsprojekt till havs i Rudong, Jiangsu-provinsen, med en total överföringskapacitet på 1100MW.

Ett ± 400kV undervattens DC-kabelsystem kommer att användas.Längden på en enda kabel kommer att nå 100 km.Kabeln kommer att tillverkas och tillhandahållas av

Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Company.Projektet planeras vara klart 2021 för kraftöverföring.Hittills den första

± 400kV DC-undervattenskabelsystem i Kina, sammansatt av kablar tillverkade av Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Co., Ltd. och kabel

tillbehör tillverkade av Changsha Electrical Technology Co., Ltd., har klarat typtester i National Wire and Cable Quality Supervision och

Testing Center/Shanghai National Cable Testing Center Co., Ltd. (nedan kallat "National Cable Testing") och har gått in i produktionsstadiet.

För att samarbeta med de internationella vinter-OS 2022 i Beijing Zhangjiakou, Zhangbei ± 500kV flexibel DC-överföringsprojekt

byggt av State Grid Corporation of China planeras att bygga ett ± 500kV flexibel DC-kabel demonstrationsprojekt med en längd på cirka 500m.Kablarna

och tillbehör är planerade att vara helt tillverkade av inhemska företag, inklusive isolerings- och skärmningsmaterial för kablar.Arbetet

är på gång.

Supraledande kabel och dess tekniska tillämpning

Demonstrationsprojektet av supraledande kabelsystem i Shanghai stadsområde, som huvudsakligen tillverkas och konstrueras av Shanghai Cable

Forskningsinstitutet, pågår och förväntas vara färdigställt och satt i kraftöverföringsdrift i slutet av 2020. Den 1200 m långa tre kärnan

supraledande kabel (för närvarande den längsta i världen) som krävs av projektkonstruktionen, med spänningsnivån 35kV/2200A och märkström,

har nått den internationella avancerade nivån i allmänhet, och dess kärnindikatorer är på internationellt ledande nivå.

Ultra High Voltage Gas Isolated Cable (GIL) och dess tekniska tillämpning

Östkinesiska UHV AC dubbelslinga nätverksöverföringsprojekt togs officiellt i drift i september 2019 i Jiangsu-provinsen, där Sutong

GILs omfattande rörgalleriprojekt korsar Yangtzefloden.Enfaslängden för de två 1000kV GIL-rörledningarna i tunneln är 5,8 km, och

den totala längden av det dubbla krets sexfas överföringsprojektet är nästan 35 km.Projektets spänningsnivå och totala längd är de högsta i världen.De

ultrahögspänningsgasisolerade kabelsystem (GIL) färdigställs gemensamt av inhemska tillverkningsföretag och ingenjörsbyggande parter.

Prestandatestning och utvärderingsteknik för ultrahögspänningskabel

Under de senaste åren har typtest, prestandatest och utvärdering av många inhemska ultrahögspännings XLPE-isolerade kablar och tillbehör, inklusive AC och

DC-kablar, landkablar och sjökablar har till största delen färdigställts i ”Nationell kabelinspektion”.Systemets detekteringsteknik och perfekt

testförhållandena är på världens avancerade nivå och har också gett enastående bidrag till Kinas kabeltillverkningsindustri och kraftteknik

konstruktion."National Cable Inspection" har den tekniska förmågan och förutsättningarna att upptäcka, testa och utvärdera 500kV ultrahögspänning XLPE

isolerade kablar (inklusive AC- och DC-kablar, landkablar och undervattenskablar) enligt avancerade standarder och specifikationer hemma och utomlands, och

har slutfört dussintals detekterings- och testuppgifter för många användare hemma och utomlands, med en maximal spänning på ± 550kV.

Ovanstående representativa ultrahögspänningskablar och tillbehör och deras tekniska tillämpningar återspeglar fullt ut att Kinas kabelindustri är internationellt

avancerad nivå vad gäller teknisk innovation, teknisk nivå, tillverkningskapacitet, testning och utvärdering inom detta område.

Bransch "Soft Ribs" och "Shortcomings"

Även om kabelindustrin har gjort stora framsteg och enastående prestationer inom detta område de senaste åren, finns det också enastående "svagheter"

eller "mjuka revben" i det här fältet.Dessa "svagheter" kräver att vi gör stora ansträngningar för att kompensera och förnya, vilket också är riktningen och målet för

kontinuerliga insatser och utveckling.En kort analys är följande.

(1) EHV XLPE-isolerade kablar (inklusive AC- och DC-kablar, landkablar och undervattenskablar)

Dess enastående "mjuka ribba" är att de superrena isoleringsmaterialen och supersläta skärmningsmaterialen är helt importerade, inklusive isoleringen

och skärmningsmaterial för ovanstående större projekt.Detta är en viktig "flaskhals" som måste brytas igenom.

(2) Nyckelproduktionsutrustning som används vid tillverkning av tvärbundna polyetenisolerade kablar med ultrahög spänning

För närvarande importeras alla från utlandet, vilket är ytterligare ett "mjukt revben" i branschen.För närvarande är de stora framsteg vi har gjort inom området

ultrahögspänningskablar är huvudsakligen "bearbetning" snarare än "kreativ", eftersom de viktigaste materialen och nyckelutrustningen fortfarande är beroende av främmande länder.

(3) Ultrahögspänningskabel och dess tekniska tillämpning

Ovanstående ultrahögspänningskablar och deras tekniska tillämpningar representerar den bästa nivån i Kinas högspänningskablar, men inte vår övergripande nivå.

Den övergripande nivån på kraftkabelfältet är inte hög, vilket också är en av branschens viktigaste "korta kort".Det finns också många andra "korta brädor" och

svaga länkar, såsom: grundforskning om högspännings- och ultrahögspänningskablar och deras system, syntesteknik och processutrustning för superrengöring

harts, prestandastabilitet för inhemska medel- och högspänningskabelmaterial, industriell stödkapacitet inklusive grundläggande enheter, komponenter och

hjälpmaterial, långvarig driftsäkerhet av kablar, etc.

Dessa "mjuka revben" och "svagheter" är hinder och hinder för Kina att bli ett starkt kabelland, men de är också riktningen för våra ansträngningar att

övervinna hinder och fortsätta att förnya.