發(fā)布時間:2020-06-08來源:辦公室索引號:
國家電網恢復去年擬壓縮的基建投資,以帶動上下游企業(yè)的復工生產,盡到央企的社會責任。國家層面,中央和地方總投資近40萬億元,投向新型基礎設施建設(新基建),新基建七大領域,特高壓也在其中。
這兩大因素將會帶動電工設備供應的增長,也必將帶動電線電纜產品的生產供應。特高壓優(yōu)化配置新能源,防止大氣污染,為未來經濟發(fā)展配置電力,具有產業(yè)鏈長、帶動性強、經濟效益和社會效益顯著的特點。2020年國網安排投資1811億元,這不僅需要電線電纜行業(yè)提供大量的架空線,而且將這些電量配置到用戶,在受端都是城市電網,輸電和配電的線路都要采用電力電纜。
交流電力電纜電壓等級分類,根據IEC標準,結合我國電網系統(tǒng)電壓的實際情況,電纜的電壓等級劃分如下,它比架空線低一個電壓等級。
低壓,3kV及以下,主要是1kV(電網實際上是220V/380V);
中壓,10kV,20kV,35kV;
高壓,66kV,110kV;
超高壓,220kV,330kV,500kV;
特高壓,750kV,1000kV。
通常高壓及以上電纜運行在輸電網絡里,中壓和低壓電纜運行在配電網絡里。從低壓往特高壓排列,電纜需求量呈金字塔排列,金字塔頂端為特高壓電纜,現(xiàn)全球無產品供應,但電網有需求,需求量最大的,即金字塔底部為低壓電纜,國標里為1kV及以下,實際上就是220V/380V電纜。中壓電纜里10kV電纜需求量也將增加。高壓電纜中的110kV(東北部分地區(qū)有66kV電纜)和超高壓電纜中的220kV(西北部分有330kV電纜)將是城市電網中的主流輸電線路。北京、上海以及浙江的海洋電網,已經使用超高壓電纜中500kV電纜。
新基建在疫情后將極大地擴大電力電纜的需求,我們將怎樣面對新的市場?各電纜制造商要早思考、早安排、早布局。
電力電纜產品的應用價值要求及實現(xiàn)
地鐵奧凱電纜質量問題出現(xiàn)以后,國家電網更加注重電纜產品質量來保證其應用價值的實現(xiàn)。在招投標中,通過修改評分細則,來引導并促進電纜制造商真正提高質量。通過招投標,采購到高質量、高可靠性的電纜產品,并不追求低價,價格合理合法即可。
全力保障電網安全穩(wěn)定運行,全力推進電網高質量發(fā)展,提高電網建設質量,適量提高設備層次水平,優(yōu)選可靠性高和技術成熟的設備。2020年國家電網的這部分的重點工作任務的完成,其實就是要求進網的電工設備的高質量高可靠性,這是實現(xiàn)電纜系統(tǒng)設備應用價值的基本要求。
高壓超高壓電纜在所有電工設備中故障率是最低的,特別是超高壓電纜系統(tǒng),進電網之前,都要在武高院進行一年的高場強熱循環(huán)加速老化壽命試驗,即預鑒定試驗,通過了才有資格去參加招投標。有問題在試驗室試驗中發(fā)現(xiàn),這樣大大地提高了超高壓電纜系統(tǒng)在電網中的運行質量和可靠性,減少了在電網中的故障率。但是在中壓和高壓電纜運行中,本體擊穿的情況時有發(fā)生,特別是35kV電纜,其本體擊穿較多。這些擊穿都排除了外力破壞,只與絕緣料和生產工藝相關,擊穿機理,除了雜質、突起等缺陷或弱點以外,還有其他原因有待工程技術人員去研究破解。
我國的中壓、高壓和超高壓電纜的絕緣料均為交聯(lián)聚乙烯,油浸紙絕緣電纜的生產線已經全部拆除,而且10kV及以上電壓等級電纜均為管道化學交聯(lián),如果采用硅烷交聯(lián)、輻照交聯(lián)均不可取的。通常中壓電纜采用懸鏈線生產,高壓電纜立式交聯(lián)線和懸鏈線各占部分,超高壓電纜幾乎都是立式交聯(lián)生產(個別也采用特殊懸鏈線生產)。中壓電纜的絕緣料國產占大部分,高壓電纜絕緣料大部分進口,國產料也在奮起直追,超高壓電纜絕緣料都是進口。在我國,沒有專門基料用于電纜絕緣料的生產,也就是說,沒有專門的合成裝置用來聚合高分子聚乙烯樹脂,這樣我們基料采用其它聚乙烯樹脂代替,造成含各種雜質(化學雜質、物理雜質)較多,影響電纜產品擊穿性能提升。
電力電纜絕緣的在線監(jiān)測,如絕緣電阻,介質損失角正切tanδ等均不敏感,不適合做監(jiān)測項目。局部放電監(jiān)測是無損且敏感,但現(xiàn)場局放測量受現(xiàn)場干擾影響很大,不容易測準。武高院電纜所在試驗室做電纜本體擊穿試驗時發(fā)現(xiàn),電壓升高,一直沒有局放,一旦發(fā)現(xiàn)局放5pC~8pC,電纜本體在幾分鐘之內就擊穿了,這幾分鐘時間太短,沒有辦法用來作為絕緣擊穿預警。而且電纜本體的使用壽命40年,局放在線監(jiān)測儀器一般為電子儀器,壽命不長,如果裝在隧道潮濕環(huán)境下,儀器更容易受潮損壞。
由于電纜主絕緣在現(xiàn)場監(jiān)測的困難而且成本昂貴。因此,國際上電纜專業(yè)人員的做法是,生產出“優(yōu)質的新生兒”,放到地下不出問題,就忘掉它了。IEC電纜標準的變化,就充分體現(xiàn)了這個思路。標準中對電纜的試驗越來越嚴格,就是為了在工廠就得到一個40年不出問題的產品,這樣來補償電纜現(xiàn)場監(jiān)測擊穿預警的困難。
國家電網今年的重點工作充分體現(xiàn)了抓電網建設質量,這就要求各個電工設備要高質量高可靠性。對于電纜來說,要高質量產品,必須在最后一道工序把好關,即例行試驗要嚴格準確。電纜本體的局放和工頻耐壓試驗必須認真地做好。電纜行業(yè)里中壓電纜局放試驗屏蔽室?guī)缀醵荚谲囬g,車間的干擾直接進到試驗室,造成背景干擾大,有的公司局放波形采用老舊的示波管顯示,根本看不清楚局放波形。高壓電纜和超高壓電纜的局放屏蔽室,有許多公司已經做到,不放在車間內,三獨立,即獨立屏蔽室、獨立電源、獨立接地,這樣來保證局放背景在1pC左右。國網招投標評分細則已經將局放背景納入評分,1pC背景,得分最高,小于2.5pC,得分低一點,超過2.5pC局放室就不合格了。長期保持局放室背景1pC,是非常困難的技術工作。未來還將要求獨立局放室(在車間之外),單獨局放設備(廳內不能放其他設備如沖擊電壓發(fā)生器等),這樣來保證最后一道工序的試驗質量。
電纜制造商為了能夠多中標,多分享市場份額,必須提供高質量高可靠性的電纜產品。真正做到了這一點,哪怕在疫情的情況下,訂單也非常多。江蘇省一家電纜公司就是這種情況,全公司從一把手、高管到工人,將產品質量視為飯碗,沒有哪一個人愿意砸自己的飯碗,各種簡單高效的管理措施,再加上領導和員工的高度質量意識,生產出來的電纜產品質量一直處于市場領先的狀態(tài)。
海底電纜的產品質量及可靠性更是第一位的。國內給浙江舟山500kV海纜工程供貨的三家海底電纜公司產品,包括一家公司的軟接頭,在海底運行一年多,沒有什么問題,這證明電纜質量是可靠的。如果海底電纜在海底發(fā)生擊穿,一般可認為是質量問題,因為海纜直埋海底3m深進行保護,外力破壞的可能性非常小。海纜要是有質量問題,制造商賠償起來數額是非常巨大的。國內三家主流海纜公司的海纜可靠性是有保證的,得到工程的運行證實,故這三家公司海纜訂單爆滿。
電網中正在運行的高壓電纜,甚至超高壓電纜,潛在著一種擊穿的危險,就是制造質量埋下的禍根。電纜擠包外屏與皺紋鋁套之間產生局部放電,燒蝕外屏,燒到絕緣層,引起電纜主絕緣擊穿。LH檢測公司對這個問題作了深入的研究。有關電纜公司也在改進,浙江一家電纜公司研發(fā)出平滑鋁套,試圖解決外屏燒蝕的問題。武高院的專家認為,鑒于鉛套電纜沒有發(fā)現(xiàn)這個問題,平滑鋁套有可能解決這個問題。外屏燒蝕問題需要好幾年才能呈現(xiàn)出來,任何改進需要幾年時間才能觀察到結果。
這么長的時間,我們電網的安全運行等不起。建議隧道里使用的高壓超高壓電纜取消縱向阻水結構,恢復到早期SG電纜的日式結構,即在絕緣屏外繞包半導電丁基橡膠帶,再繞包金布帶,這種銅絲金布帶,摸上去必須是金屬絲帶的感覺,不能是絕緣帶的感覺。這種不能縱向阻水的結構,確保了鋁套與絕緣屏蔽之間良好的接觸,不產生局部放電,這樣保證了不燒蝕外屏。其實,取消電纜縱向阻水結構,只要電力工程在敷設安裝時加強管理,是可以避免進水的。
高端電纜系統(tǒng)的研發(fā)
現(xiàn)在高質量高可靠性產品可以取得更多的市場。電纜產品的創(chuàng)新,獨家擁有,填補市場需要的空白,將會產生高利潤。
(一)超潔凈電纜絕緣料的基料
全國各種電壓等級的交聯(lián)電纜的絕緣料年需求量約為30×104t。但是我們沒有一條專用的高溫高壓管道聚合聚乙烯樹脂的生產線。其生產的樹脂要無內部雜質和外部雜質,要求超潔凈,這樣來保證我們的電纜產品擊穿裕度,這種電纜專用基料急需開發(fā)。
(二)特高壓電纜系統(tǒng)產品
特高壓輸電工程中所需電工設備基本都有生產,唯獨沒有特高壓電纜供貨。但特高壓電纜產品的需求還是存在的。特高壓線路在南通市過江就只能采用造價昂貴的江底輸電通道,主要缺乏特高壓電纜絕緣料和電纜連接件(終端和接頭),電纜本體的生產應該難度不大。特高壓電纜系統(tǒng)的開發(fā)盡管不輕松,但還是有可能開發(fā)出來,這個寶塔尖的市場也是存在的。
(三)±660kV和±800kV柔直電纜系統(tǒng)
國網的重點工作之一,推進中韓中尼聯(lián)網,推動全球能源互聯(lián)網倡議在更多國家傳播落地。聯(lián)網就需要±660kV柔性直流電纜系統(tǒng)產品,甚至±800kV柔直電纜系統(tǒng)產品也需要開發(fā)。
這個系列產品,同樣其絕緣料和電纜連接件是關鍵技術,同時技術難度也非常大,需要電纜行業(yè)高度關注并積極投入。
(四)PP電纜絕緣料及其電纜的開發(fā)
聚丙烯(PP)絕緣電纜是世界NO.1的電纜公司開發(fā)出來的,它降低了制造成本,其絕緣料系熱塑性材料,回收再用也很簡單方便。
我國HP電纜與上交大合作,已開發(fā)出電纜產品,并且通過了中電聯(lián)的技術鑒定。10kV PP電纜也在上海掛網運行。
專用PP料的超潔凈也是影響電纜電壓等級提升的關鍵技術。PP電纜導體工作溫度可達105℃,由于未交聯(lián),短路溫度達不到250℃,短路溫度相對較低,這個也是電纜運行要研究并協(xié)調兼顧好的一個問題。
電纜行業(yè)應有更多的公司來參與開發(fā)這個產品,降本環(huán)保都是未來社會需要的。
我國是一個電纜制造大國,但原創(chuàng)性的研發(fā)項目幾乎沒有。我們要加強自主創(chuàng)新,研發(fā)更多市場需要的電纜產品,以支持電網輸配電的發(fā)展,同時收獲電纜產品的自身價值。