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文档简介
中华人民共和国国家标准
GB
50217—20XX
《电力工程电缆设计规范》
Codefordesignofcablesofelectricpowerengineering
专题报告之二
高压、超高压电力电缆及附件
制造、使用和运行情况
二○一六年四月成都
1
概述
据统计,近年来高压、超高压电力电缆(110kV、220kV、500kV)在电力
工程中的应用越来越多,仅2000~2010年期间,110kV以上电压等级的电缆年平
均增长率为27%。并且根据2010~2014年期间,国家能源局电力可靠性管理中
心统计数据显示,高压线路电缆化率在城市中已比较高,在农村也呈逐年上涨的
趋势。
高压、超高压电力电缆一般运用于重要的电源回路,其选择、安装、使用以
及维护直接影响到整个工程。本报告对国内外主要电缆生产高压、超高压电力电
缆及附件的制造情况进行了函调或电话调研,对其使用情况进行了资料收集或现
场调研,将上述资料整理后形成了本调研报告。
2
高压、超高压电力电缆制造情况调研
2.1
耐克森(阳谷)新日辉电缆有限公司(合资)
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、缓冲阻水层、金属
屏蔽、外护套。
导体采用铜线或铝线绞制而成,导体截面240mm2~3000mm2。导体截面
800mm2及以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。截
面大于1600mm2的铜导体,在分割导体中使用漆包线(大约2/3的导线),临近
效应影响基本消除,集肤效应影响减少。导体中绞入吸水膨胀材料,以实现沿导
体的纵向阻水。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用VCV立塔式三层同时挤出。立式交联车间
高129m,车间内装有三条立式交联生产线,三条生产线分别从芬兰Maillefer和
德国TROESTER公司引进。三条生产线均配备有前后置预系统,可有效去除导
体内潮气,并使绝缘加热更趋均匀。生产线均装有德国Sikora在线侧偏移,以
控制绝缘偏心在最小范围内。在线应力消除系统可有效减小绝缘线芯内部残余应
力,进一步提高电缆电气和机械性能。三条生产线均采用全干式交联及冷却方式。
金属套的生产工艺有挤包铝套和焊接铝套两种形式,可以根据用户的需要进
行生产。铝套即可满足电缆短路容量要求,又具有重量轻、强度大、易弯曲的特
1
点,同时具有优异的防水性能。铝套外有电缆沥青或热熔胶作为防蚀层。
外护套为PE或PVC,也可根据要求提供阻燃、防白蚁、低烟低卤阻燃、低
烟无卤阻燃等材料。在外护套上同时挤包半导电层,作为外护套耐压试验用电极。
2.2
河北新宝丰电线电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽层、绝缘、绝缘屏蔽、纵向阻水缓冲层、
皱纹铝护套、聚乙烯护层及半导电涂层。
导体采用铜线绞制而成,导体截面240mm2~3000mm2。导体截面800mm2及
以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用VCV立塔式三层同时挤出。
采用芬兰NEXTROM引进的750KV(国内最高电压等级)特高压交联电缆生
产线,引进了先进的德国SIKORA的偏心测量仪、德国SIEMENS的局部放电设备、
瑞士HAFFLEY高压检测试验设备。
外护套为PE或PVC。
2.3
沈阳古河电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、绕包半导体带、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半
导体缓冲带、金属屏蔽、铝套、外护套、石墨层。
导体采用铜线绞制而成,导体截面240mm2~2500mm2。导体截面630mm2及
以下采用圆形紧压方式,导体截面800mm2及以上采用分割导体(四分割、六分
割均可)。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用VCV立塔式三层同时挤出。立塔高108m,采
用芬兰与日本古河电工合同设备。采用重力加料系统;主机、加料间净化系统;
主机冷却风机自循环冷却系统;在线外径测试仪;X线偏心测量仪;以及独特的
模具和过滤设计系统和上段缓冲加热消除应力系统。
具有专有技术去除VCV生产过程中的残余气体,其专有设备换热容量大、温
度控制稳定。
外护套为PE或PVC。
2
2.4
宝胜普睿斯曼电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽层、绝缘、绝缘屏蔽、纵向阻水缓冲层、
皱纹铝护套、聚乙烯护层及半导电涂层。
导体采用铜线绞制而成,导体截面240mm2~2500mm2。导体截面800mm2及
以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。
两条悬链式交联生产线(CCV)和一条立式交联生产线(VCV),具有电压等
级为500kV的XLPE电缆的生产能力,三条生产线都装备了Nextrom公司最先进的
三层共挤设备;拥有国际先进的制造高压XLPE电缆连续波纹铝护套的压铝机及
相关设备;还拥有一座全屏蔽的中压试验室和一座高压试验室,装备了
HaefelyTrench电缆测试系统,具有对电压等级为500kV的电缆进行例行试验和型
式试验的能力。
外护套为PE或PVC。
2.5
远东电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、金
属屏蔽、外护套、沥青涂层、外护电极。
导体采用铜线绞制而成,导体截面240mm2~3000mm2。导体截面800mm2
及以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用HCCV悬链新技术同时挤出。交联管长度:
176m;其中悬链段:60m,加热段:55m;冷却段:116m。具有6条德国TROESTER
HCCV超高压交联生产线。整条生产线的电气与操作分别由TILC-C3与Siemens
S7-400PLC智能控制;内屏、绝缘、外屏挤出机根据生产线同步控制特性可自动
跟踪调节;生产速度由上旋转计米履带牵引机控制,下旋转履带牵引机依据生产
速度控制电缆位置。
金属套采用英国BWESheathEx550连续挤铝机,生产工艺有挤包铝套和焊接
铝套两种形式。
外护套为PE或PVC,外电极采用石墨敷涂或双层挤出工艺。
3
2.6
杭州华新电力线缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、金
属屏蔽、外护套。
依托台湾华新、日本住友几十年电力电缆、电缆附件丰富的设计制作经验先
后成功开发制作了110kV、220kV、500kV高压交联电缆,内置光纤复合电缆,
环保型防白蚁电缆,大截面分割导体,电缆过桥伸缩装置。
现有2条芬兰Nokia悬链式CCV和2条塔式VCV交联生产线、并配备了
10000级、1000级洁净室和先进的Sikora在线偏心、厚度检测控制系统,2套德
国Dmag公司连续式无缝挤包压铝机、氩弧焊生产线等当今先进的电缆生产装
备,1套美国Hippo公司350kV/5000kVA、1套德国Highvolt800kV/24000kVA局
放测试系统。
2.7
青岛汉缆股份有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆;110kV、
220kV海底电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、皱
纹铝护套、沥青、外护套、半导电涂层。
导体采用铜线绞制而成,导体截面240mm2~2500mm2。导体截面630mm2及
以下采用圆形紧压方式,导体截面800mm2及以上采用分割导体。
采用TROESTER公司制造500kV立式交联电缆生产线和NOKIA公司制造的
立式超高压交联电缆生产线,建造了高达118米的立式车间,拥有连续硫化橡套
电缆生产线、导线加工生产线、海底电缆生产线、高压电缆附件等一流生产设备
及瑞士HAFFLEY730kV超高压电缆耐压、局放检测装置,德国海沃车载式260kV
调频谐振电缆现场耐压试验装置等。
外护套为PE或PVC。
2.8上海上缆藤仓电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV、220kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、金
4
属屏蔽、沥青、外护套、半导电涂层。
导体采用铜线绞制而成,导体截面185mm2~2500mm2。导体截面800mm2及
以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用日本藤仓立式生产线,采用三层共挤工艺。
根据日本藤仓的定量检测残余气体的方法,制定了独特的线芯充气除气工艺。采
用进口的Nokia挤塑机,并配备SOFTEX的X射线无损探伤装置及富士的IP成像系
统。电缆标志采用激光打印技术。
金属套为皱纹铝套和铅套两种。外护套为PE或PVC。
2.9
特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、金
属屏蔽、防腐层、外护套及半导电层。
导体采用铜线或铝线绞制而成,导体截面240mm2~2500mm2。导体截面
800mm2及以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体。
采用芬兰Nokia公司进口的220kV、500kV两条立式交联电缆生产线,加拿
大CEECO公司进口的框绞机,德国SKET公司进口的盘绞机,德国TROESTER
公司进口的双护套挤塑机。拥有750kV级全屏蔽试验大厅,引进瑞士进口的
750kV局放设备,具备500kV及以下高压电缆的耐压试验及局放试验能力。
金属套的生产工艺有挤包铝套和焊接铝套两种形式,可以根据用户的需要可
生产铜护套、不锈钢护套。
外护套为PE或PVC,也可根据要求提供阻燃、防白蚁、低烟低卤阻燃、低
烟无卤阻燃等材料。
2.10广东南洋电缆集团股份有限公司
高压、超高压电力电缆产品范围:110kV~500kVXLPE电力电缆。
导体结构从内到外:导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、半导体缓冲带、皱
纹铝护套、沥青防腐层、半导电层。
导体采用铜线或铝线绞制而成,导体截面240mm2~2500mm2。导体截面
800mm2及以下采用圆形紧压方式,导体截面1000mm2及以上采用分割导体(5
5
分割)。
导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽采用立式生产线,采用三层共挤工艺。引进德国
在线检测测偏仪。拥有超高压检测中心、超高压3000kV冲击电压试验大厅。
外护套为PE或PVC。
2.11
小结
通过对国内外主要的高压、超高压电力电缆生产厂家进行调研,国外电缆厂
家如:法国耐克森、日本住友、日本三菱、日本藤仓、ABB、意大利普瑞斯曼、
瑞士BRUGG公司由于起步较早,工程应用较多,在110kV~500kV电缆制造方
面已经具备了比较成熟的经验。
从目前国内制造商的制造水平的来看,我国已经具备了110kV、220kV电力
电缆的制造能力,并且110kV、220kV电力电缆已基本实现了国产化。500kV电
力电缆具有一定的特殊性,使用也较少,目前国内生产厂家成功通过预鉴定试验,
具备500kV电缆合格资质的厂家仅有5家:河北新宝丰电线电缆有限公司、沈
阳古河电缆有限公司、青岛汉缆股份有限公司、特变电工山东鲁能泰山电缆有限
公司、广东南洋电缆集团股份有限公司。其中仅河北新宝丰电线电缆有限公司、
青岛汉缆股份有限公司、特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司3家具有运行业
绩,运行业绩如下表2-1:
表2-1国产500kV电力电缆运行业绩表
河北新宝丰电线电缆有限公特变电工山东鲁能泰山电
青岛汉缆股份有限公司
司缆有限公公司
1、山西同华电力有限公司轩1、北京电力公司,海淀区1、山东信发5台700MW机
岗电厂2×660MW机组工500kV输变电工程500kV组主变至升压站采用500kV
程,国产第一条500kV电缆电缆2014年已投入运行。电缆,已经投入运行。
系统,安全运行超过4年;2、上海电力公司,虹杨
2、中国长江三峡集团公司金500kV输变电工程500kV
沙江向家坝水电站500kV电缆正在施工,正准备投入
项目;运行。
3、中国华电集团金沙江鲁地
拉水电站500kV项目;
4、中国大唐集团岩滩水电站
扩建工程500kV项目;
5、天津北疆电厂500kV电
缆。
6
3
高压、超高压电力电缆附件制造情况调研
3.1
耐克森(阳谷)新日辉电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV~500kVXLPE电缆终端、中间
接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV500kV
湿式瓷式绝缘湿式瓷式绝缘湿式瓷式绝缘
户外终端湿式复合绝缘湿式复合绝缘湿式复合绝缘
预制干式预制干式预制干式
湿式湿式湿式
GIS终端
干式常规式干式常规式干式常规式
湿式湿式湿式
变压器终端
干式常规式干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV500kV
组装式组装式组装式
3.2
ABB高压电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV~500kVXLPE电缆终端、中间
接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV500kV
湿式瓷式绝缘湿式瓷式绝缘湿式瓷式绝缘
户外终端湿式复合绝缘湿式复合绝缘湿式复合绝缘
预制干式预制干式预制干式
GIS终端湿式湿式湿式
变压器终端湿式湿式湿式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV500kV
7
组装式组装式组装式
整体预制整体预制整体预制
3.3布鲁克电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV~500kVXLPE电缆终端、中间
接头;110kV~400kV充油电缆终端、中间接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV500kV
湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘湿式复合绝缘湿式复合绝缘
预制干式预制干式预制干式
湿式湿式湿式
GIS终端
干式常规式干式常规式干式常规式
变压器终端湿式湿式湿式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV500kV
整体预制整体预制整体预制
3.4
江苏安靠智能输电工程科技股份有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV~500kVXLPE电缆终端、中间
接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV500kV
湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘湿式复合绝缘湿式复合绝缘
预制干式预制干式预制干式
干式插拔式干式插拔式干式插拔式
GIS终端
干式常规式干式常规式干式常规式
干式插拔式干式插拔式干式插拔式
变压器终端
干式常规式干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV500kV
8
整体预制整体预制整体预制
3.5吉唯达(上海)电气有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV~500kVXLPE电缆终端、中间
接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV500kV
湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘湿式复合绝缘湿式复合绝缘
预制干式预制干式预制干式
湿式湿式湿式
GIS终端
干式插拔式干式插拔式干式插拔式
湿式湿式湿式
变压器终端
干式插拔式干式插拔式干式插拔式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV500kV
整体预制整体预制整体预制
3.6
长沙电缆附件有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV、220kVXLPE终端、中间接
头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV
湿式瓷套绝缘
湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘
湿式复合绝缘
预制干式
干式插拔式干式插拔式
GIS终端
干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV
组装式组装式
整体预制整体预制
9
3.7
沈阳古河电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV、220kVXLPE电缆终端、中
间接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV220kV
户外终端湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
GIS终端干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV
组装式组装式
3.8
青岛汉缆股份有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV、220kVXLPE电缆终端、中
间接头。
(1)终端头
电压等级
型式110kV220kV
湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
户外终端
湿式复合绝缘湿式复合绝缘
GIS终端干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV
整体预制整体预制
3.9
上海上缆藤仓电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kV、220kVXLPE电缆终端、中
间接头。
(1)终端
10
电压等级
型式110kV220kV
湿式瓷套绝缘湿式瓷套绝缘
户外终端
湿式复合绝缘湿式复合绝缘
GIS终端干式常规式干式常规式
(2)中间接头
电压等级110kV220kV
整体预制整体预制
3.10
特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kVXLPE电缆终端、中间接头。
(1)终端
电压等级
110kV
型式
湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘
预制干式
GIS终端干式常规式
变压器终端湿式
(2)中间接头
电压等级110kV
整体预制
3.11
北京国电思维电力技术有限公司
高压、超高压电力电缆附件产品范围:110kVXLPE电缆终端、中间接头。
(1)终端
电压等级
型式110kV
湿式瓷套绝缘
户外终端湿式复合绝缘
预制干式
GIS终端干式插拔式
(2)中间接头
11
电压等级110kV
组装式
3.11
小结
通过对国内外主要的高压、超高压电力电缆附件生产厂家进行调研,国外电
缆厂家如:法国耐克森、日本VISCAS、日本JPS、法国Silec、ABB、意大利普
瑞斯曼、德国南方公司由于起步较早,在110kV~500kV电缆附件制造方面已经
具备了比较成熟的经验。
从目前国内制造商的制造水平的来看,我国已经具备了110kV、220kV电力
电缆附件的制造能力,并且110kV、220kV电力电缆附件已基本实现了国产化。
500kV电力电缆附件国产化率较低,目前仅江苏安靠智能输电工程科技股份有限
公司具有运行业绩,如下表3-1:
表3-1江苏安靠500kV电力电缆运行业绩表
1轩岗电厂2×660MW机组工程
2向家坝水电站500kV工程
3仙游电站500kV工程
4鲁地拉水电站500kV工程
5岩滩水电站500kV工程
6酒泉钢铁500kV工程
7北京海淀500kV输变电
4、高压、超高压电力电缆及附件使用和运行情况调研
4.1
南方电网高压、超高压电缆使用和运行情况
(1)电缆主要厂家占比
(2)电缆及附件的主要厂家及占比
12
(3)运行情况
2014年南方电网110kV及以上电缆发生85次重大紧急缺陷,与2013年相
比发生电缆缺陷数增减少了66次,其中紧急缺陷减少了2次,重大缺陷减少了
64次。按缺陷类别,2014年附属设施缺陷年比2013年减少了93次,较2012
年增加19次;通道缺陷比2013年减少5次,较2012年减少6次。
4.2
四川省电力公司高压、超高压电缆及附件使用和运行情况
附表一为选取的30条四川省内的110kV纯电缆线路的相关信息;附表二为
四川省内的所有220kV纯电缆线路的相关信息;附表三为选取的30条四川省内
的220kV架空电缆混合电缆线路的相关信息。
4.3
我院高压、超高压电缆及附件使用和运行情况
卡拉220kV变电站,2回110kV电缆线路,三相长度共350m,采用特变电
工山东鲁能泰山电缆有限公司XLPE绝缘电力电缆。电缆线路中有2个电缆头,
终端采用GIS插拔式电缆终端,采用中科英华长春高技术有限公司产品。采用
13
电缆沟、架空桥架组合的方式进行敷设。一端保护接地,一段直接接地,采用了
回流线。采用首尾封堵的方式进行防火阻燃。目前运行状况良好。
杨房沟220kV变电站,2回110kV电缆线路,三相长度共350m,采用特变
电工山东鲁能泰山电缆有限公司XLPE绝缘电力电缆。终端采用GIS插拔式电
缆终端,采用中科英华长春高技术有限公司产品。采用电缆沟、架空桥架组合的
方式进行敷设。一端保护接地,一段直接接地,采用了回流线。采用首尾封堵的
方式进行防火阻燃。目前运行状况良好。
日喀则110kV变电站,1回110kV电缆线路,三相长度共300m,采扬州曙
光电缆有限公司XLPE绝缘电力电缆。终端采用固定式电缆终端,采用沈阳古
河电缆有限公司产品。采用电缆隧道的方式进行敷设。一端保护接地,一段直接
接地,采用了回流线。采用首尾封堵的方式进行防火阻燃。目前运行状况良好。
盘县电厂“上大压小”改建工程#1机组(1×660MW),2回220kV电缆线路。
发电机主回路,主变至升压站,3根单芯截面2500m2,三相长度共2031m;起
备变回路,起备变至升压站,3根单芯截面500m2,三相长度共2202m。采用杭
州华新有限公司XLPE绝缘电力电缆。终端采用户外式电缆终端,采用美国
G&W公司产品。采用电缆沟、架空桥架组合的方式进行敷设。一端保护接地,
一段直接接地,未采用回流线。采用首尾封堵的方式进行防火阻燃。目前运行状
况良好。
四川白马60万千瓦循环流化床机组示范工程,1回220kV电缆线路。起备
变回路,3根单芯截面400m2,三相长度1500m。采用宝胜普睿司曼电缆有限公
司产品。终端采用预制绝缘瓷套式电缆终端。采用电缆沟、架空桥架组合的方式
进行敷设。一端保护接地,一段直接接地,未采用回流线。采用首尾封堵的方式
进行防火阻燃。目前运行状况良好。
孟加拉波拉225MW联合循环电站项目,3回220kV电缆线路。汽机主变至
升压站,3+1根(备用1根)单芯导体截面不低于800m2,总长度441m;#1燃
机主变至升压站,3+1根(备用1根)单芯导体截面不低于800m2,总长度561m;
#2燃机主变至升压站,3+1根(备用1根)单芯导体截面不低于800m2,总长度
469m。终端采用预制件装配式电缆终端,采用长缆电工科技股份有限公司产品。
采用电缆沟的方式进行敷设。一端保护接地,一段直接接地,未采用回流线。采
14
用首尾封堵的方式进行防火阻燃。目前运行状况良好。
5、海底电缆情况调研
国际上220kV及以上高压、超高压海底电缆基本被欧洲和日本的大型电缆
生产企业垄断,如普瑞斯曼、耐克森、JPS、VISCAS。我国具有高压充油海缆生
产能力的仅上缆藤仓和乐星红旗电缆公司等少数几家企业,但由于近年来国内充
油电缆的需求很少,海缆厂家均致力于XLPE绝缘海缆的研发,充油海缆的生
产技术水平和能力还停留在20世纪90年代的水平,充油海缆的生产设备基本
上处于停工状态,尚无220kV大截面光电复合充油海缆的制造经验和型式试验
报告。按照现有的生产设备测算,仅能生产800~900m无接头的大截面海缆。
近年来,由于海上风电项目的兴起,我国在高压、超高压XLPE绝缘海缆方
面取得了长足进步。交流220kVXLPE绝缘海缆已有宁波东方、中天科技、青岛
汉缆、上缆藤仓、江苏亨通等通过了型式试验。宁波东方电缆有限公司交流220kV
XLPE绝缘海缆供货业绩:①在舟山本岛-秀山-岱山输电线路工程中提供
HYJQ41-127/220kV-1×500海缆,长度3×6.9km,按220kV设计,目前为止
按110kV运行;②为福建莆田南日岛海上风电项目提供三根总长36.35公里
220kV1600mm2交联聚乙烯绝缘光电复合海底电缆,于2016年5月完成敷设。
中天科技交流220kVXLPE绝缘海缆供货业绩:①三峡新能源江苏响水近海风电
项目220kV高压光电复合海缆,总长约12.9km,于2015年9月完成交付。国内
直流交联聚乙烯海缆已投运的电压等级可到±230kV,通过试验鉴定的电压等级
可到±320kV。
6、高压、超高压电力电缆在线监测系统情况调研
6.1上海波汇通信科技有限公司
(1)电缆通道环境综合监控系统能够有效监测电力通道内有害气体(一氧化碳、
硫化氢、甲烷等)、空气含氧量、水位等环境参量,及时发现隐患点所在位置及
水位数值、气体成分含量等情况,并上报和记录原始数据。
15
(2)电缆通道视频监控与分析系统用于监测电缆隧道内环境情况及隧道内人员
出入情况的专用系统。该系统在传统视频监控功能的基础上通过高技术的计算机
辅助处理,赋予普通视频监控智能判断能力,实现远程智能视频监控及隧道人员
定位,并实现与隧道人员定位系统的联动。
(3)电缆通道应急通信与指挥系统可以实现通道内与中心以及通道之间的通话,
同时可以与通道人员定位系统进行联动运行。
(4)电缆通道智能井盖集中管理系统通过使用电控人井盖开关对通道的井盖进
行实时监测,以加强电缆通道的安防管理,保障通道安全。
16
(5)电缆介损监测与评估分析系统针对三相金属屏蔽层分离或三相独立绝缘的
电力电缆,采用在线方式检测其电缆绝缘的tanδ来评价电缆绝缘的整体性能情
况。在线监测tanδ的主要方法有电桥法、相位差法和矢量法(全数字测量法)
等,目前应用最多的是矢量法。电缆介损监测与评估分析系统采用矢量法来实现
电缆介损的监测、评估和分析,从而为电缆故障诊断和检修提供依据。
(6)高压电缆局放在线监测系统能实时检测电缆内部发生的局部放电信号,有
效地去除干扰信号。检测到的局部放电信号通过光缆传输到变电站监控中心,通
过分析系统对局部放电的类型和局部放电水平进行分析判断,从而评估局部放电
的影响,判断设备绝缘状态,并给出相应设备维护维修指导方案。
17
(7)电缆通道防外破在线监测系统采用分布式光纤振动传感技术,结合高精度
智能模式识别算法能够实现对破坏性外力的实时监测和准确识别,是实现电缆安
全预防性维护的必要的基础设施。
(8)电缆通道结构健康在线监测系统采用FBG光纤光栅传感技术以及高速信号
采集和处理技术,实现对电缆通道段之间水平方向的开合度监测和垂直方向的沉
降监测,并对检测数据进行分析、评估和预警,从而保证电缆通道长期安全可靠
运行。
(9)电缆振荡波局放检测系统利用电缆本身的电容特性产生衰减振荡的交流高
压波形来实现电缆局放的检测和定位,电源设备较轻,能够有效检测和定位电缆
局部放电处的位置,且不对电缆造成伤害,因此受到越加广泛的应用。
18
(10)高压电缆护层电流监测系统通过在电缆护层接地线上安装一套接地电流采
集装置,实现对电缆接地电流的实时监控;一旦电缆发生故障,系统会马上发出
报警,提示相关人员对电缆故障进行及时处理,大大提高了电缆运行的安全性。
该系统主要应用于交叉互联护层接地电流监测、保护接地线监测、直接接地线监
测、GIS终端接地线监测等方面。
(11)海缆温度在线监测系统通过海缆自带的一根单模光纤或增设一根多模光纤
实时监测长距离海缆的表面温度、导体温度及载流量,及时发现海缆过热点、异
常点,保障海缆的安全运行,是海缆预防性维护的必要的基础设施,能够大幅降
低海缆故障以后带来的昂贵的维护成本。
19
(12)海缆振动在线监测系统采用COTDR分布式光纤振动传感技术,对船舶违
规抛锚、起锚活动等潜在威胁和违法作业行为,以及海缆本体故障进行实时在线
监测,同时结合高精度模式识别和神经网络技术,实现对不同事件行为和状态的
准确识别,并进行预警和报警;此外在海缆故障发生后,通过检测海面维修船的
位置,系统可以协助检修人员快速实现故障点的绝对定位。
6.2杭州巨骐信息科技有限公司
(1)分布式光纤测温系统主要通过光纤拉曼散射效应和光时域反射技术来实现。
通过敷设在高压电缆上的分布式光纤来感应电缆的实时温度变化,并通过光纤测
温主机将温度数据从光信号中解调出来,传送给综合监控系统的集中监控计算
机。
(2)电缆局部放电在线监测系统通过安装在电缆接头接地线上的脉冲电流传感
器,来耦合电缆本体里的局部放电脉冲电流信号;耦合到的脉冲信号通过同轴电
缆传送至前端监测装置,对模拟信号经过放大、模拟数字转换后变成数据信号再
通过光纤传送至测试主机。测试主机对不同传感器的信号分别进行不同分析、计
算。
20
(3)电缆护层环流在线监测系统通过对高压电缆接头处加装0~100A单模精确
CT电流互感器及精确接地环流采集装置实时监测110kV及以上高压电缆的每个
高压电缆金属护层接地点的电流参数,可实现对0~100A接地环流精确测量及
定时巡检测量,取代传统人工方式的定期接地环流巡测,大大减轻现场测量的劳
动强度,提高系统维护效率。
6.3
北京金石智信科技有限公司
公司主要采用DTS分布式光纤测温系统通过光纤拉曼散射效应和光时域反
射技术来实现。已成功运用于电力、石化和钢铁行业。
21
6.4北京四方德瑞科技有限公司
公司主要采用分布式光纤测温系统通过光纤拉曼散射效应和光时域反射技术
来实现。已成功运用于电力、石化和钢铁行业。
6.5西安博源电气有限公司
公司主要采提供了高压电缆隧道综合在线监控系统具有井盖防盗监控、视频
监控、氧气及有害气体浓度监测、风机监控、隧道照明系统、隧道网络电话系统、
门禁系统、井盖防盗系统、分布式光纤测温系统、电缆局部放电监测系统、缆接
地电流监测系统等功能。
6.6
典型案列
浙江某110kV电缆线路长约2km,采用电缆隧道进行敷设。该线路全线采
用分布式光纤测温在线监测系统对电力电缆进行在线实时温度监测。下图为
110kV电缆敷设图。
22
110kV电缆敷设图
该在线测温系统实现了对高压电缆接头表面运行温度24小时不间断连续在
线监测,温度采集范围为-55℃~+125℃。通过对高压电缆本体护层温度的统计
分析,使运行人员全面掌握其工作状况,及时了解电缆护层的老化情况,并在接
头温度急剧升高达到极限温度时,发出报警信号提醒有关人员紧急处理。
电缆表层温度的曲线图
系统报警信息
6.7
高压、超高压电力电缆在线监测系统使用情况
23
根据调研,目前国内对高压、超高压电力电缆具体监测对象暂无具体要求,
各电力公司和生产企业仅根据自身需要进行招标采购。本报告主要对高压、超高
压电力电缆在线监测系统使用较多的广东、广西、深圳进行了调研和统计,如下
表6.1所示。
表6.1线路在线监测类型情况统计表(单位:台、套)
监测类型广东广西贵州海南深圳超高压合计占比
电缆护套环流监测28212103803246.14%
电缆局放3620020380.72%
电缆在线测温2701020300.57%
电缆故障定位1100000110.21%
充油电缆油压监测10000010.02%
7
结论和建议
(1)目前,从国内制造商的制造水平来看,我国已基本具备了高压、超高
压电力电缆的制造能力,但在500kV电力电缆的制造能力上还有所欠缺,国内
生产厂家成功通过预鉴定试验,具备500kV电缆合格资质的厂家仅有5家:河
北新宝丰电线电缆有限公司、沈阳古河电缆有限公司、青岛汉缆股份有限公司、
特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司、广东南洋电缆集团股份有限公司。河北新
宝丰电线电缆有限公司、青岛汉缆股份有限公司、特变电工山东鲁能泰山电缆有
限公司3家具有运行业绩。
(2)目前,从国内制造商的制造水平来看,我国已基本具备了高压、超高
压电力电缆附件的制造能力,但在500kV电力电缆附件的制造能力上还有所欠
缺,国内生产厂家仅江苏安靠智能输电工程科技股份有限公司1家具有运行业
绩。
(3)目前,从国内各电力公司和发电公司的使用和运行情况来看,由于近
几年高压、超高压电力电缆使用越来越频繁,已经积累了丰富的检修、维护及运
行经验,并逐步形成了相关的企业标准。
24
(4)目前,高压、超高压电力电缆工程在线监测实际使用的检测原理和方
法较多,但总的来说,缆芯温度在线监测、护层接地电流监测、接头局部放电法
运用最为广泛。《高压交流电缆在线监测系统通用技术规范》DL/T
1506‐2016由
国网天津电科院牵头组织编写,将于2016年6月1日起开始实施。
(5)通过调研,高压、超高压电缆线路故障一般发生在终端或者中间接头
位置,原因有多种:建设施工、制造质量、安装工艺不当,应加强接口和终端处
的质量意识。
25
附表一110kV纯电缆线路
敷设方
电起点(站终点(站通道形式户
电缆式(水是否同终端头GIS
序线路名缆或电缆或电缆规格及截面(隧道、外接头类
长度平、垂沟(隧投运日期电缆厂家附件厂家类型数终
号称条终端杆终端杆型号浅沟、排终型数量
(米)直、三道)敷设量端
数塔编号)塔编号)管)端
角)
绝缘接
塘坎街草堂站
YJLW03-64隧道、浅宝胜比瑞意大利比GIS户头2组。
1塘草线1站134181开2697水平否2006.8.3102
/110-1×500沟利瑞利内2组直接头2
开关关
组
绝缘接
塘坎街荔枝巷
YJLW03-64隧道、浅日本三菱/GIS户头2+2
2塘荔线1站136站1913390水平是1987.9三菱/住友02
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