浅析智能电网背景下的电线电缆新技术

王日恒

摘 要：文章在相关理论指导及总结多年实践工作经验的基础上，通过简述智能电网的发展，对诸如采用耐热铝合金电线电缆、碳纤维复合芯软铝绞线以及大截面、高强度钢芯铝绞线等电线电缆技术进行了较为详细的分析，旨在为相关人士提供一定的参考意见。

关键词：智能电网；电线电缆；新技术

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0116-02

随着工业的不断发展，人类对自然资源的开发与利用与日俱增，但是由于资源极为有限，加上过度开发与利用将会给地球及人类带来极大的伤害，因此，合理或综合利用资源、研发新能源以及利用绿色资源等越来越受社会各界人士的关注，其中就包括在智能电网中应用新的电线电缆技术，以此实现加快以特高压电网为骨架，集“电力流、信息流、业务流”于一身的具有高度智能化电网的建设，并在此基础上发展电线电缆智能化。

1 智能电网的发展

智能电网指的是于各种电力设备基础上，经配电网络形成的新型输电网，智能电网不仅能对所有用户与节点进行实时管理与监视，有效实现了电网的完全自动化，而且还最大程度上节约了物力与人力。智能电网加入的能够与用户进行高效互动功能，既方便了电力的管理与控制，又使其使用更人性化。例如，由于电网智能具有较为良好的预警、反馈以及自我诊断、修复等性能，因此，其能够在发生故障时，及时进行自我修复，在自然灾害面前，则能够有效排除故障，保证配电系统的正常运行，此外，其还能在保证整个电网正常运行的基础上，有效保障用户电能的使用稳定性。智能电网在高速发展的同时，也在极大程度上促进了电线电缆的蓬勃发展。

2 超导电缆技术

卡茂林-昂尼斯于1911年的一次实验中发现，当汞冷却到一定温度时，其电阻将会在某一时间段没瞬间消失，即电力在传输过程出现无电阻现象，该现象被后世称之为超导现象，超导电缆技术（即为了有效提高电力的传送效率而最大限度降低电力传输过程中的损耗）也应运而生。其他国家自1996年美国电力研究对高温超导电缆技术进行了更为深入的研究后，也相继投入了大量人力与物力，并取得了一定的研究成效，而日本则已将高温超导电缆并入电网中，并逐渐开始正式投入使用。一般情况下，由于高温超导电缆技术均采用具有无阻且能够传输高电流密度的超导体材料作为导电体，因此，高温超导电缆作为超导电缆技术的关键组成部分，其优势在于：

①体积小。由于相对于常规电缆而言，高温超导电缆所传输的电流密度较高，因此，在传输相同电流的情况下，高温超导电缆所需的传送通道将明显小于常规电缆，此外，高温超导电缆在资源利用方面亦忧于其他电缆。

②容量大。由于高温超导电缆中所使用的导体主要为无阻与临界电流密度的高温超导材料，因此，其电能传输能力相对较强，故而也具有较强的电流传输能力，据相关研究结果显示，高温超导电缆的电流传输能力约为传统电缆电流传输的3～5倍。

③能够限制故障电流。由于高温超导电缆所使用的超导体本身具有一定的电流限制能力，因此，当电网遭遇短路，且短路后的电流增强到一定程度时，高温超导电缆将会因失去超导性而突然产生电阻，从而有效避免因超导体失去超导性而增强电网电流，最终给电网带来巨大的损害。

3 特高压输电网电线电缆技术

交流电压为750 kV与1 000 kV（或以上），且直流电压为800 kV以上的输电网即为特高压电网。虽然我国在特高压输电网电线电缆技术的研究方面较落后于其他国家，但是在应用方面已达到了世界顶尖的水平。就我国而言，智能电网得以有效应用于实践中与特高压电网技术息息相关，由于特高压电网的电压较高，因此，其对输电过程中的传输电力的电线电缆要求也就相对较高，但是，随着社会的进步与对其的需求，其逐渐朝着采用耐热铝合金电线电缆、采用碳纤维复合芯软铝绞线以及采用大截面、高强度钢芯铝绞线等方面发展。

3.1 采用耐热铝合金电线电缆

虽然与普通输电电线电缆相比，耐热铝合金电线电缆的输电容量较高，且载流量普遍可增加至70%～100%，此外，其工作温度在得到极大提升的同时，其线路损耗也得以降低，加上其硬度较高、重量轻、表面不易磨损以及具有一定的低阻抗能力等特点，因此在铺设耐热铝合金电线电缆的过程中，其不易产生明显的形态变化。

3.2 高压、超高压电缆技术

在智能电网背景下，要建设独具特色的以高压为骨架，且能够协调各级电网的智能电网系统，就应与时俱进，加大对智能电网的投资力度，进一步研究、发展高压、超高压电缆技术。随着“三华同步电网”规划的逐步落实，高压、超高压电缆技术将逐渐成为中国能源输送的主干线。随着智能电网建设进程的不断深入，高压、超高压电缆技术将得以大规模的应用。

3.3 新能源专用电缆

目前，“奉献清洁能源，建设世界一流电网”是我国智能电网充分利用的主要特征之一，因此，分布式能源、光伏发电以及风力发电等新能源专用电缆均相继问世，并逐渐被应用于实际的智能电网应用中，新能源专用电缆的应用，不仅促进了新能源产业的发展，而且对电缆技术提出了更高的要求，例如，在大型海上风力发电建设与并网过程中必须使用专用的35 kV浅海电力电缆，因此，为了在最大程度上满足社会需要，并实现资源的充分利用，新能源专用电缆技术将逐渐得到普及。

4 光纤复合低压电缆技术

复合低压电缆（OPLC）是通信光缆与电力电缆的有机复合体，不仅能够有效解决宽带接入问题，而且还能在实现物联网智能建筑的基础上有效解决各种电力与通信结合的实际问题，从而实现智能电网的理想化与智能化。此技术具有的特点主要包括：

①具有较强适应性与机械性。由于自光纤复合低压电缆技术出现时，其应用环境问题便倍受社会各界相关人士的高度重视，因此，在对其进行进一步研发时，除了提高其适应性外，还在极大程度上加强了其抗压能力、环境适应能力以及抗冲击能力等。

②工作温度能够长时间兼容光纤复合低压电缆敷设。

③用途广泛。光纤复合低压电缆技术不仅能够在各种相应的设备与器材的基础上建立XPON技术，实现于单传输线上实行多种业务的目标，并最大限度上降低业务构建成本，而且还有助于人们能够更方便、快捷使用各种电网业务。

④布置简易，低施工成本费。复合低压电缆是一项集电力输配电缆与光纤于一身且不需要进行二次布线的又一新型技术，与传统FTTH技术相比，可有效降低电网入驻小区或用户的各项成本费用，实现诸多塑料、金属以及管道等资源的优化配置等。

5 结 语

总而言之，在智能电网不断发展的带动下，我国各电力行业将随时发生一场围绕发电、输电、变电、配电以及用电等问题所展开的电力变革，并不断衍生出新的电线电缆技术，且逐渐沿着智能化方向发展，从而为电力事业做出贡献。

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