高压超高压交联电缆的发展及应用

电缆电压等级划分标准电缆是现代电力传输和通信信号传输的重要设备之一，它广泛应用于能源、交通、通信等领域。

根据电缆所承受的电压等级的不同，电缆可分为不同等级，以满足不同领域的需求。

本文将介绍电缆电压等级划分的标准及其应用。

一、低压电缆低压电缆是指额定电压在1kV及以下的电缆，主要用于建筑物内部的电力供配、照明、空调等。

低压电缆的绝缘和护套通常采用聚氯乙烯（PVC）材料，具有良好的耐磨性和绝缘性能。

二、中压电缆中压电缆是指额定电压在1kV至35kV之间的电缆，主要用于城市配电网、农村电网以及工矿企业的供电系统。

中压电缆的绝缘和护套材料通常采用交联聚乙烯（XLPE）材料，具有较好的耐高温性能和电气性能。

三、高压电缆高压电缆是指额定电压在35kV至110kV之间的电缆，主要用于城市主干网和大型工业企业的供电系统。

高压电缆的绝缘和护套材料通常采用交联聚乙烯（XLPE）材料或油纸绝缘材料，具有较高的耐电压能力和电气性能。

四、超高压电缆超高压电缆是指额定电压在110kV以上的电缆，主要用于大型电网和特高压输电工程。

超高压电缆的绝缘和护套材料通常采用交联聚乙烯（XLPE）材料或油纸绝缘材料，具有极高的耐电压能力和电气性能。

不同电缆电压等级的应用范围不同，主要取决于电力传输的距离和负荷要求。

低压电缆适用于短距离和小负荷的供电系统，中压电缆适用于中等距离和中等负荷的供电系统，高压电缆适用于较长距离和较大负荷的供电系统，而超高压电缆适用于特高压输电系统，可以实现远距离大功率的输电。

除了电力输配领域，电缆还广泛应用于通信领域。

例如，光缆是一种用于传输光信号的电缆，主要用于光纤通信系统，分为单模光缆和多模光缆。

光缆的电压等级主要取决于光信号的传输距离和传输速率。

电缆的电压等级划分标准是根据电力传输的距离和负荷要求来确定的。

低压电缆适用于短距离和小负荷的供电系统，中压电缆适用于中等距离和中等负荷的供电系统，高压电缆适用于较长距离和较大负荷的供电系统，而超高压电缆适用于特高压输电系统。

种交联电缆的介绍及优缺点2008-05-20 15:46交联电缆工艺性能简介一、概念交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料。

最常用的材料为交联聚乙烯（XLPE）。

交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯（PE）材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。

使得长期允许工作混充由700C提高到900C（或更高），短路允许温度由1400C提高到2500C（或更高），在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能。

二、交联工艺方式目前电缆行业生产交联电缆的工艺方式分为三类：第一类过氧化物化学交联，包括饱合蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联，国内均采用第二种即干法化学交联；第二类硅烷化学交联；第三类辐照交联。

1、惰性气体交联――干法化学交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。

传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV级。

2、硅烷化学交联――温水交联采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-950C热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。

一般最高电压等级仅达10KV。

3、辐照交联――物理交联采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。

辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。

表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。

但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下，考虑几何因数，生产电缆的电压等级仅能达到10KV，优势在6KV以下。

高压直流交联聚乙烯电缆应用与研究进展一、本文概述随着电力工业的发展，高压直流交联聚乙烯（LPE）电缆因其优良的电性能、机械性能和耐热性能，在电力传输和分配系统中得到了广泛应用。

本文旨在全面概述高压直流LPE电缆的应用现状与研究进展，以期为电缆工业的进一步发展提供有益的参考和启示。

本文将简要介绍高压直流LPE电缆的基本结构、性能特点及其在电力系统中的重要作用。

随后，重点分析当前高压直流LPE电缆在各个领域的应用现状，包括城市电网、新能源发电、海上风电等领域。

同时，针对电缆在实际运行过程中面临的问题和挑战，如绝缘老化、载流量限制、环境适应性等，进行深入探讨。

在研究进展方面，本文将综述近年来国内外在高压直流LPE电缆材料、制造工艺、运行维护等方面的研究成果和创新点。

通过对比分析不同研究方法和实验数据，揭示当前研究的热点和难点，展望未来的研究方向和趋势。

本文将对高压直流LPE电缆的应用前景进行展望，提出针对性的建议和措施，以期推动电缆工业的可持续发展，为电力系统的安全、高效运行提供有力支撑。

二、高压直流交联聚乙烯电缆的基本原理与结构高压直流交联聚乙烯电缆（LPE电缆）是现代电力系统中的重要组成部分，其基本原理和结构设计对于保障电力传输的安全与效率至关重要。

基本原理：LPE电缆的基本原理基于直流电场下的绝缘介质特性。

在直流电压作用下，电缆的绝缘层需要承受持续的电压应力，因此要求其具有良好的电气性能和机械性能。

LPE材料通过化学交联反应，提高了其分子链间的连接强度，从而增强了其绝缘性能和耐热性能，使其适用于高压直流输电系统。

结构设计：LPE电缆的结构设计主要包括导体、绝缘层、屏蔽层、护套等几部分。

导体通常采用高导电性的金属材料，如铜或铝，以减小电阻和能量损失。

绝缘层是电缆的核心部分，由交联聚乙烯材料制成，通过控制交联程度和材料配方，可以实现不同的电气性能和机械性能。

屏蔽层通常由半导电材料制成，用于减少电场对周围环境的影响，提高电缆的抗干扰能力。

超高压交联聚乙烯绝缘环保型电缆的应用与技术作者：陈小卫来源：《华中电力》2014年第04期摘要：当前超高压交联聚乙烯绝缘环保型电缆得到越来越广泛应用，相应的技术要求和制造技术持续改进。

本文基于超高压交联聚乙烯绝缘环保型电缆的技术和工艺分析，对超高压交联聚乙烯绝缘电缆的技术特点、环保应用要求、制造工艺选择进行了较为详细的阐述。

关键词：超高压；环保电缆；技术；工艺1 引言当前，我国电力、电网以较快的速度和更大的规模发展。

据电力工业规划，预计到2020年，全国西电东送规模将达到1.4亿KW。

随着西电东送、电力体制改革的深入和实现更大范围内的能源资源优化配置的需要，推进大区电网互联，计划到 2020年建成全国互联大电网，这是我国电力发展的长远战略。

电网发展的重点是继续加强500kV及各级电压电网建设，500kV电网成为各大区、各省电网的主要网架，并在大城市形成环网。

因此，220kv以上的高压、超高压交联电缆的应用越来越广泛。

2 超高压交联聚乙烯绝缘电缆的技术特点与需求高压、超高压交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆不但具有优良的电气性能，其工频击穿强度可达50kV/mm，tgδ仅为5×10-4，介电常数ε为2.3，而且还有非常好的热过载机械性能，完全克服了充油电缆难以解决的高落差敷设问题，特别是没有漏油从而引起重大火灾的危险。

高压、超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的工作温度可达90℃，瞬时短路温度可达250℃，同样载流量导体截面可减小一至二级，可节约导体20%～30%，成本也低。

因此，我国将500千伏及以上超高压交、直流输变电成套设备制造列入国家产业结构调整指导目录鼓励类项目。

高压、超高压交联电缆主要用于大容量高压电能的输送，主要面向电网和大型电力用户，如大型钢铁、冶炼和石化企业等大型工矿企业。

我国水电站大多建设在深山峡谷，必须采用高落差的高压、超高压交联电缆输出电能，一些大型抽水蓄能电站也采用220～500kV高压、超高压交联电缆。

摘要随着社会经济的发展和用电需求的不断增长，城市输电系统正在逐步从架空线路向电力电缆方向发展，电力电缆正逐步向更高电压等级、更大传输容量发展，500kV超高压电力电缆的应用将逐渐扩大。

但目前国内对超高压电缆及附件的开发能力、长距离500kV电缆的设计、施工和运行等问题的研究还比较薄弱，相应的技术很难跟上发展的速度，500kV超高压电力电缆的设计、选材和生产也面临着重重问题，超高压电力电缆的设计研发经迫在眉睫。

本文简述了500kV电缆的研究背景及意义，介绍了国内外的发展现状并着重了解了日本的发展过程。

给出了500kV单芯电力电缆的典型结构，对充油电缆和XLPE电缆进行了对比，给出了生产XLPE聚乙烯料应满足的性能需求及挤包的相关问题。

概述了超高压电缆的屏蔽层缓冲层的意义，对金属护套的选择和生产工艺进行了详细介绍，叙述了超高压电缆外护层的性能要求和阻水的意义等相关问题，简要介绍了载流量的计算。

最后，通过对XLPE电缆和充油电缆的对比可以知道XLPE电缆优势明显，必然成为EHV发展的主要趋势。

本文对500kV XLPE的选材结构等进行了较为全面的介绍，希望可以为500kV XLPE电缆的设计和生产提供一些帮助。

关键词500kV；XLPE绝缘；超高压；电力电缆---TheodoreAbstractWith the development of social economy and the growing demand for electricity, city transmission system develops gradually from overhead line to the power cable, power cable gradually come to have the higher voltage, larger transmission capacity, the application of 500kV ultra-high voltage power cables gradually expand. But at present the design of domestic EHV cables and accessories capacity, construction and operation of research is still relatively weak, the corresponding technical is difficult to keep up with the speed of development. The design of ultra-high voltage power cable material and production is faced with many problems, The design and research of ultra-high voltage power cable are at the imminent.This paper describes the research background and significance of500kV cable, introducing the development status at home and abroad and focusing on the understanding level of the process in Japan. We also compare the typical structure of the 500kV single core cables, the oil-filled cable and XLPE cables, the performance demand for the production of XLPE polyethylene material and describe the needs which meet the related problems. We overview the significance of the shielding layer of buffer layer of EHV cable and the selection and production process of metal sheath in detail, as well as the problems related to performance requirements of protective layer of EHV cable and the significance of water resistance, we also briefly introduces the calculating of the load flow.Finally we can know the advantages of XLPE cable by comparing with oil-filled cable. And we believe that it will be the trend for EHV development. In this paper we introduce the material selection and structure in details, hoping that it can provide some help for design and production of XLPE cable.Key words 500kV；XLPE insulation cable；EHV；Power cable目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究动态 (2)1.2.1 国内500kV XLPE绝缘电力电缆及其附件发展状况 (3)1.2.2 日本500kV XLPE绝缘电力电缆发展状况 (7)1.3 本文主要研究内容 (10)第2章500kV超高压电力电缆 (11)2.1 500kV超高压电力电缆 (11)2.2 500kV XLPE绝缘电力电缆的结构 (15)2.3 超高压电力电缆各部分结构及选材 (16)2.3.1 超高压电缆导体的选择 (16)2.3.2 超高压电缆导体的结构 (18)2.3.3 超高压电缆的绝缘层 (22)2.3.4 超高压电缆的屏蔽层 (26)2.3.5 超高压电缆的缓冲层 (27)2.3.6 超高压电缆的金属护套挤出工艺 (29)2.3.7 超高压电缆的护层 (34)2.3.8 超高压电缆的阻水 (36)2.4 本章小结 (40)第3章电缆的电气参数计算 (41)3.1 电缆载流量计算的必要性 (41)3.2 载流量计算的基本原理 (42)3.3 稳态载流量的计算原理 (43)3.3.1 电缆的几种敷设方式 (45)3.3.2 导体线芯焦耳损耗 (46)3.3.3 绝缘介质损耗 (47)3.3.4 金属护套损耗 (48)3.3.5 电缆的热阻计算 (49)3.3.6 稳态载流量计算流程 (50)3.4 本章小结 (51)结论 (52)致谢 (53)参考文献 (54)附录 (58)第1章绪论1.1课题背景目前，城市电力负荷需求越来越大，电压等级越来越高，为适应都市化负荷密集、城市容貌、网络复杂等状况，从技术和经济考虑，用电缆作引出线己经成为城市供电线路最佳选择。

超高压电缆引言超高压电缆是一种专门用于输送高电压的电能的电力设备，主要用于输送电力、通信和控制信号。

超高压电缆的使用具有很多优势，例如输送功率大、输电损耗小、安全可靠等。

本文将介绍超高压电缆的定义、分类、应用领域以及一些相关的技术和发展趋势。

定义超高压电缆是指额定电压大于110千伏（kV）的电缆，常见的超高压电缆额定电压为220千伏、330千伏甚至更高。

与传统的电缆相比，超高压电缆具有更高的输电能力和更小的损耗。

分类根据超高压电缆的结构和用途，可以将其分为以下几类：架空式超高压电缆该类型的超高压电缆常用于远距离的输电线路，通过将电缆悬挂在特殊的支架上，以减少对周围环境的影响。

架空式超高压电缆具有输送功率大、输电损耗小的优势，并且安装和维护相对较方便。

地下式超高压电缆地下式超高压电缆是铺设在地下的电缆，常用于城市或需要保持美观的地区。

它们通常具有良好的绝缘性能和机械强度，以保护电缆免受地下环境的损害。

地下式超高压电缆可以有效减少对风、雨、冰等天气条件的影响，提高了输电线路的可靠性。

海底超高压电缆海底超高压电缆是铺设在海底的电缆，主要用于海上风电场、海底油田和跨海电力输送。

海底超高压电缆具有良好的耐压性能和抗海水腐蚀能力，能够可靠地传输大功率电能。

海底超高压电缆的铺设和维护较为复杂，但其优势在于减少了土地占用和对环境的影响。

应用领域超高压电缆被广泛应用于各个领域，如电力输送、电网升级、电动汽车充电等。

以下是一些常见的应用领域的介绍：电力输送超高压电缆能够实现长距离、高功率的电力输送，尤其适用于跨越山地、河流、海洋等复杂地形条件的电力输送。

通过使用超高压电缆，可以实现电网的可靠性提升和输电损耗的降低。

电网升级随着经济的快速发展和能源需求的增加，传统的电网已经无法满足日益增长的电力需求。

超高压电缆的应用可以实现电力输送的高效、稳定和安全，促进电网升级和改造。

电动汽车充电电动汽车的普及带来了对充电设施的需求增长。

超高压XLPE电缆绝缘料的交联副产物研究引言：超高压交联聚乙烯（XLPE）电缆由于其优异的电气性能和机械性能，广泛应用于电力系统中。

但是，高温条件下XLPE电缆的绝缘材料会发生交联反应，产生一些副产物，这些副产物会对电缆绝缘材料的性能产生不利影响。

因此，研究电缆绝缘料的交联副产物对于提高XLPE电缆的性能具有重要意义。

XLPE电缆绝缘材料的交联副产物主要来自于电缆绝缘材料中的聚合物链的断裂和重组过程。

交联反应主要发生在两种聚合物链之间的交联点处，形成交联副产物。

根据副产物的化学结构和性质的不同，可以将交联副产物分为气体、液体和固体三种类型。

交联副产物的性质：交联副产物的种类和含量对电缆绝缘材料的性能有重要影响。

气体副产物主要包括二氧化碳、一氧化碳和氢气等，会导致电缆绝缘材料的体积膨胀和气孔形成。

液体副产物主要为低分子量的聚合物和油状物质，会影响电缆的机械性能和电气性能。

固体副产物主要为交联聚乙烯颗粒，会导致电缆绝缘材料的变脆和降低抗冲击性能。

交联副产物的研究方法：研究交联副产物可以通过多种分析技术来进行，如红外光谱、气相色谱-质谱联用、核磁共振等。

通过这些技术可以分析交联副产物的化学结构和含量，并进一步研究其对电缆绝缘材料性能的影响。

交联副产物的影响：交联副产物会对XLPE电缆的性能产生不利影响。

气体副产物会降低电缆绝缘材料的介电强度和介电损耗因子，影响电缆的电气性能。

液体副产物会引起电缆绝缘材料的老化和机械性能的降低。

固体副产物会导致电缆绝缘材料的变脆，降低其抗冲击性能。

交联副产物的控制与减少：为了减少交联副产物的生成并提高XLPE电缆的性能，有以下几种方法：1）优化交联剂的选择和控制交联剂的用量；2）采用合适的工艺参数，如交联温度和交联时间；3）改变聚合物链结构，如引入交联剂或添加剂来控制交联副反应。

结论：研究交联副产物可以有效地提高超高压XLPE电缆的性能，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。