2022年智能电网与电缆的关系区别解析

智能电网与电缆的关系区别解析国家能源委员会的成立，标志着国家对“能源问题”提升到非常重要的地位。我国已经成为世界上能源消耗其次位的国家，但按人口计算，平均每人用电量仍旧较低。智能电网可特别有效的提高能源合理安排和使用效应。一、当前智能电网的国际趋势近年来，欧美一些发达国家大力提倡和乐观进展智能电网，将其提升到国家能源、环境与经济可持续进展战略的高度来全力推行，并试图通过投资建设智能电网达到近期刺激经济进展的效果。在国际金融危机中，奥巴马的经济刺激方案就包括了加快智能电网的进展。智能电网的核心价值是提高能效，削减温室气体排放，利用各种高科技手段提升发、输、配、用电各环节的运行管理水平，节省资源，爱护环境，最终能下降电价，广阔用户受益。智能电网的推广可削减25%以上的由发电产生的二氧化碳，这相当于1.3亿辆汽车启动瞬间二氧化碳的排放量。智能电网还可以提升供电及服务质量，并带动整个产业链的进展。总之，智能电网将现有电网所强调的平安、牢靠、稳定，提高到一个全新的高度，进一步体现了电网对环境、经济乃至整个社会的乐观贡献。美国能源部部长和商务部部长访华时指出，智能电网是世界电网进展的新趋势，可以引导各方更加高效地用电，实现节能减排，并盼望中美双方能够在解决相关问题方面携手合作。当前美国乐观推动智能电网的进展和试点工作，这是奥巴马政府组建以来着力推动的一件大事。美国已发布了智能电网建设的第一批标准。中国各地区差异太大，不但环境不同，生活习俗不同，用电和缺电不平衡，完全实现智能电网目标，还存在漫长的路程，所以中国的智能电网进展必需走循序前进的道路，有地区试点逐步走向全国，先解决用电和缺电的平衡，再解决更加高深的全面智能化技术。二、国内开头启动我国面对新形势新挑战，国家电网公司快速将“智能电网”上升到战略层面，今年上半年适时提出了全面建设以超高压电网为骨干网架、各级电网协调进展的顽强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一顽强智能电网方案。并针对此方案国家电网做出了三步走的规划，2022年至2022年为规划试点阶段，2022年至2022年为全面建设阶段，2022年至2022年为引领提升阶段。2022年8月，第一阶段工作已全面启动，将重点开展电网智能化规划工作，制定技术标准和管理规范，讨论关键技术和研发智能化设备，开展各环节的试点工作，目前第一阶段工作已取得了肯定的进展。2022年今年将开展其次批试点：如加快建设上海世界博览会园区智能电网综合示范工程;在张北建设的我国第一个风光储能综合示范项目;选定天津一个区进行智能小区试点等。中国的智能电网建标准尚未出台，依据国家电网的规划，从2022到2022年要首先完成标准的制定和重点地区的试点。到2022年底，跨区直流工程投产规模达到1290万千瓦。到2022年，以超高压为核心的顽强国家电网初步形成，超高压及跨区电网输送力量超过2.4亿千瓦。

到2022年，基本进程顽强智能电网。形成以华北、华中和华东(简称三华)为超高压同步电网为受端，东北超高压电网、西北750千伏电网为送端，连接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大型可再生能源基地的顽强电网结构，超高压及跨区电网输送力量超过4亿千瓦。为了达到这个目标，需要加大城市配电网、农村配电网建设和改造力度，特殊是加大中低压配电网投资比例，解决供电和卡脖子等突出问题。此外，由于国家智能电网目前的标准并未确定，这也是影响智能电网进展的重要因素。据国家电网内部人士透露，国家电网将乐观参加制定智能电网相关国际标准与规范，推动企业标准成为行业标准、国家标准和国际标准。进展智能电网是一项简单的系统工程，是一个循序渐进的进展过程。智能电网的建成需要政府、企业及相关行业的共同努力。

美国的目标内容比较远，许多电力公司都把安装智能电能表及建设先进的计量系统作为建设智能电网的重要内容。作为用电客户与电力公司的实时交互工具，智能电能表主要有两大功能：其一，它是实现需求响应的信息及掌握终端;其二，它是停电管理、电能质量管理等功能模块的信息来源，它将整个营配系统的故障定位及电能监控深化到供电末端。加上集成的地理信息系统及专家系统，电力企业就能更直观、更快速地处理各种大事和状况，大大提高运营效率。信息请登陆:输配电设备网中国在近期内明显达不到美国的水平，当前是规划和试点阶段，重点开展顽强智能电网进展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点。现在距离实现智能电网还有很长的时间，所以多种技术讨论都是可以的，但是讨论的技术应当有50%的学问产权属于中国，这是特别大的突破，这要比购买技术或者购买拥有该项技术的公司都划算得多。国内始终存在近十年内建设智能电网的方向争议，值得留意的是目前国家电网公司在智能电网讨论方面，以超高压为核心。而以美国为代表的技术特色却在于以清洁、高效、分布式为核心，注意对需求侧的讨论，因此中国智能电网的方向将期盼国家政策的出笼。可能最需要解决的是如何将可再生能源并入网络，至今可再生能源入网和储蓄电能，始终是让国家电网头疼的问题。三、智能电网与高压输配电架空导线依据以华北、华中和华东为超高压同步电网为受端，东北超高压电网、西北750千伏电网为送端，电网需要大量高压输配电架空导线。

1.扩径导线

扩大导线直径可减小表面电晕损耗，扩大直径方法之一，是在绞合导线的中间几层，用稀疏单线绞合，型号为LGJK，见图2。扩大直径方法之二，是采纳中心支撑构件，如波纹铝管、蛇皮管等，型号为LGKK，见图3(中心黑圈为支撑构件)，扩径导线用于750kV输电线路。

2.自阻尼导线信息来自:输配电设备网

架空导线在受力状态下，因风力激励而可能产生剧烈振动，导致发生导线断股、断线等严峻事故。自阻尼导线采纳型线绞合，但在铝线和钢芯之间留有0.6～1.0mm的间隙，钢芯和铝线层分别形成独立部分，具有不同的自振频率，在风振状态下造成二者振动幅度不同，因而产生相互撞击，自动消耗风力的激励能量，从而削减微风引起的振动，也不致产生大幅度舞动而避开事故。

使用自阻尼导线，也可加大塔杆间距或降低塔杆度高，从而降低设计制造成本。自阻尼导线的绞合状态见图4。

3.防冰雪导线

输电线路上如覆冰过重或积雪过多，就可能发生断线或倒杆的重大事故，造成巨大的经济损失。所以在重冰区的输电线路上最好采纳防冰雪导线。研发的防冰雪导线有防雪环式、低居里合金式、和涂料防冰式等多种型式。防雪环由聚碳酸酯塑料制成，状如指环。套装在导线上，指环间距约为线股节距的两倍。可使积雪在沿导线滑动时受阻而脱落。低居里点合金是一种镍-铬-硅-铁四元合金，在温度0～20℃时能产生磁性。将这种线嵌绞在导线中，在覆冰时能产生涡流发热而融冰。涂料防冰式导线，是将憎冰性涂料涂在导线上，能减小冰对导线的附着力，使冰易于脱落。此外有一种带翼式防冰雪导线，将两根翼形导线对称嵌绞在外层，它的防雪原理与防雪环基本相像。

4.倍容量导线信息

倍容量导线由特耐热铝合金线与铝包高强度殷钢线组合绞制而成。长期使用温度在150℃以下，但允许达230℃，短路温度290℃。与一般钢芯铝绞线相比，在外径及单位重量相当的状况下，载流量约提高一倍。由于这种结构的价格较高，线路损耗也较大，一般仅在大跨越或需要增容的线路上采纳。倍容量导线的计算载流量见表5.3-48。铝包高强度殷钢线在230℃以下的线胀系数为3.3×10–6/℃。

5.钢芯软铝绞线

钢芯软铝绞线由软铝线与钢芯组合绞制而成，其结构形式上没有多大转变。其特点是在运行过程中，在超过应力转移温度以上时，软铝线处于松弛状态，机械负荷可以认为全由钢芯担当。正常运行温度可高达160℃。载流量可提高近1倍，而弧垂并不明显增大，比较适合于需要改建增大容量的线路。这种导线的自阻尼性能也较好。一般设计铝导体线截面为240～480mm2，架设线路时需有特别预拉力措施。

6.间隙式架空导线

间隙式架空导线与自阻尼导线有些相像，其中心为高强度镀锌钢线绞合的钢芯，钢芯外绞制耐热拱形铝合金线，但二者之间留有间隙，间隙内充实耐高温硅脂，拱形线外再绞圆形耐热铝合金线。工作温度达150℃，与一般架空导线比较，载流量约提高到1.6倍，并具有阻尼性能，日本已有应用。

7.型线同心绞架空导线

型线同心绞架空导线等同采纳IEC62219：2022《型线同心绞架空导线》标准。

8.500kV超高压架空线用钢芯铝绞线

已有统一的企业标准，基本上属于定点生产。

9.复合材料加强芯铝绞线

芳纶纤维、碳纤维或玻璃纤维与树脂制成的纤维复合增加塑料构件(FRP)，在电缆行业中广泛应用，最近架空导线也开头讨论进展FRP的应用。复合材料加强芯铝绞线的英文缩写为ACCC，与传统的钢芯铝较线相比，它具有比强度大、重量轻、耐高温，耐腐，体胀系数小(弛度亦小)的优点，在可比对条件下，当增加28%的铝导体截面，有可能提高整体容量1倍和铁塔数量可削减20%。

10.光纤复合架空地线

光纤复合架空地线(OPGW)，国内已有标准。由通信用光纤置于铝管或不锈钢管中组成的光单元与铝包钢线或铝合金线组合绞制而成，具有防雷爱护和通信两种功能。光纤具有信息容量大、传输衰减小、不受电磁干扰及使用平安牢靠等优点，能适应电力系统中遥控、遥测和大容量信息传输的需要。

11.光纤复合架空相线

光纤复合架空相线(OPPC)，它的架设基本上同OPGW类似，是依据IEEEStd1138-1994、IEEEStd524-1992等电力部门架空线安装平安管理规程和操作技术，但OPPC的接续涉及到光纤接续和光电分别技术,对接续的技术、高压绝缘有严格要求。

12.温度监测跳线高压架空线的温度监测，是建立于光纤(FBG)传感系统的基础上，采纳这项新技术不需要投入大量资金来更换整条线路，而是在一座铁塔上二根断开的架空导线，补充连接一根跳线，这样不妨害原有线路的正常运行。跳线导体结构与原来线路中高压相线基本相同，在跳线中放置一根具有温度敏感功能的特别光纤，这一结构与OPGW相像。跳线一端接入分别器，在分别器内，将温度敏感光纤连接到常规光纤，由常规光纤将信号输出，进一步将数据输出到工作站，其他连接与常规架空导线相同。温度的监测系统的构思见图5，监测系统见图6，跳线的结构见图7，温度监测安装原理见图8。该系统主要监测参数是导体温度，这种远程监测和掌握，为实现智能电网供应了条件。上海电缆讨论所会同各闻名电缆厂，合作研发了多种高压架空输配电架空导线，建立了高压架空输电线试验基地，具备各种精良试验设备，可为智能电网架空导线供应优质服务。四、智能电网与超导电缆美国超导电缆技术基本成熟，但是传输参数和经济效应，目前尚未达到大量推向商业化的程度，因此超导电缆能真正地在智能电网种应用，还存在较长的时期。

1.超导电缆联网美国准备在智能电网中推广应用超导电缆，而并非超高压输电技术，目标是超越四个时区将全国主要电网连接起来，以提高电网的平安性和电力调配力量。由于超导输电电压相对较低，与超高压线路相比，可削减输电损耗、电磁污染、占用走廊宽度降至最低，代表了世界先进的技术方向。美国纽约长岛电力局(LIPA)与美国超导公司更联合建设的世界上第一条高温超导(HTS)电缆已于2022年4月22日投入商业运行。这一超导输电系统在满负荷运转时能够满意30万户家庭的用电需求，仅由三根138千伏的电缆组成。相比同样粗细的铜导线，他们的输电力量高达150倍。尽管这一工程造价昂贵，但是新型超导电缆的造价将降低五分之四，输电缆沟的宽度仅为一米左右。它的另一个优点是这种电缆能够防止由电网短路造成的故障电流。超导体有一种天生的电流限制力量，一旦电流增加到肯定程度，它们就会失去超导性而变得像一般导体一样有电阻，使电流衰减。因此，该技术也得到美国国土平安部的支持。

2.热核聚变应用超导托卡马克试验装置(所谓“人造太阳”)，也就是国际热核聚变试验堆方案(ITER)建设工程。

作为当今世界迄今为止最大的热核聚变试验项目，改项目所需要的高温环境必需由超导磁体供应的巨大磁性容器所供应，因此，超导电缆属于核心部件，“人造太阳”需要大量的超导电缆，这项应用优可能超前于电网连接超导的应用。

3.近期应用领域比较近期的高温超导电缆应用，可能包括以下领域：城市密集居住区、摩天大厦等;金属冶炼设备等大电流、短距离、小空间的应用中;电站和变电站内大电流传输母线等。国内曾有人提出，超导电缆有望取代八成城市地下电缆的观点。

4.经济和商业反应智能电网正成为拉动世界经济的下一个引擎，对中国而言，智能电网对投资的拉动作用特别大。世界银行也曾猜测，2022年，高温超导电缆将取代80%的城市传统地下电缆，世界市场超导电缆销售额将达300亿美元。舆论驱动了股市狂热，一些准备投资超导的电缆企业，已经大肆宣扬其股份前途一片光明，甚至鼓吹“超导是新能源最终的处女地!”，超导[淘股吧]作为大牛股的最低也得涨10倍!有很多股份从低部买入，翻番后仍旧拿住的不多，能拿5倍以上的更是凤毛麟角。但是也有人认为，早期发觉大牛股其实并不是问题的关键，关键的是在逆境中能否坚持住。当然这些只是不属于技术的题外话。中国超导电缆已经讨论了一段时期，实际上国内有多个领域的讨论项目，其中上海电缆讨论所、上海交通高校，上海工业高校和上海电缆厂协作的超导项目讨论正在进展之中。五、智能电网与光缆、电缆和综合光-电缆四网融合是国家电网公司进展规划之一，公司成立了智能电网部，特地负责推动这项工作，电力网的最大优势是包罗了一切用户。目前只有部分家庭拥有电话和宽带，但全部家庭都用电，电力线上网比其他各种上网方式都拥有更多接入用户。至于技术上问题不大，实际上电力线上网早在5年前技术已经基本成熟，并在多个地区进行了试点。假如多网合一，主要是在400伏的配电网中加一根光纤，现在光纤的成本特别低，假如光纤跟着电缆走，在技术上来说也有好处。但是四网融合涉及到多个政府部门管辖的事，不是轻易能解决的问题。目前电网系统内部，也需要很大的信息传递，所以光电合一事智能电网中必不行少的一页。信息请登陆:输配电设备网1.光纤-电力电缆光纤-电力电缆的含义是电力电缆中包含了光纤单元，光纤-电力电缆设计既应符合电力电缆指标要求，又应爱护光纤，并保证光纤的信号传输牢靠性。由于有力缆和光缆二部分组成，连接盒的设计比较简单，所以制造光纤-电力电缆长度很长，不用中间连接盒。浅海需要连接电力电缆的状况许多，如采纳光纤-电力电缆，更为便利。当代的光纤信息传递技术已大大超过对称和同轴通信电缆，并重量轻、体积小和信息量大等有点。图9是光纤-电力电缆品种之一，解释如下：1)高密度聚乙烯外护套;2)单模光纤;3)铜70mm2阻水导体，8.7/15kV乙丙橡胶绝缘;4)挤出的填料;5)低密度聚乙烯内护套;6)镀锌双钢丝铠装，钢丝直径为3.5mm，内层48根，外层54根。图10是光纤-电力电缆中的光缆单元，解释如下：1)中心加强元件;2)单模光纤;3)PBT套管;4)低密度聚乙烯内护套;5)芳伦纤维加强(类似铠装);6)热塑性隔离带;7)铜金属密闭护套;8)高密度聚乙烯外护套。

光纤-电力电缆的机械性能如下：1)外径98.8mm;2)空气中重量21.7kg/m;3)水中重量13.9kg/m;4)最大工作负荷70吨;5)轴向坚实度293.6MN;6)20℃时弯曲坚实度1.6kN·m2。电气性能如下：1)电压等级12/20;2)运行电压13.8kV;3)频率60Hz;4)额定电流265A;5)电容0.3μF/km;6)电感0.4mH/km。

光缆部分性能如下：1)光纤根数可到48根;2)外径14mm;3)重量215kg/km;4)最大拉力2700N;5)弯曲直径625mm;6)耐挤压220N/cm;7)耐水压力22.5kgf/cm2;8)运行温度范围为-20℃～+70℃。2.家用网络系统松软光缆光缆到户以后，建立家庭光纤网络的要求也不断增加，更重要的是家庭网络的配线元件，有效的方法是将光缆传入已经埋在墙内的管道内。然而，现有的方法并不能很奏效，由于需要调整电缆的长度和二端的连接器，此外，还需要有协作过渡到光纤的外接口，可想而知，利用已经埋设的管道，并非简洁的工作。新方法是采纳可卷绕松软光缆使配线系统得到改善。关键技术是制造一种“光纤卷绕绳”，既然称它为“绳”，则其可卷绕性当然特别顺手，在相当程度上可任意伸展，可随便与电缆或连接器连