电缆及附件电网应用现状及发展
                                 国网武汉高压研究院电缆技术研究所 杨黎明

十一五计划开头两年，每年发电装机容量超过1×108 kW，将新增的电力输送到用户，配套
输变电变压器将是装机容量的四倍。将这些设备连接起来，就需要使用电线电缆。长距离的输电，
使用架空线路，因此，需要大量的钢芯铝绞线。在发电厂，变电站，甚至城市内，工厂里就得使
用地下电缆来输配电。
到2020 年，我国计划发电装机容量达12×108 kW，但实际可能要达到15×108 kW。即使达
到15×108 kW 装机容量，人均也才1 kW 而已，与美国的人均接近3 kW 相比，还有很大的差距，
还需要发展。这么大的装机容量，需要配套的输变电设备就更多，连接这些输变电设备的电缆需
要量也非常之大。估算下来，每增加1 kW 的发电容量，全社会就需要配套100 m 线缆。
因此，电缆及附件产业在未来十五年里，一直处于发展之中。
1 中压电缆及附件
6 kV，10 kV，20 kV，35 kV 为中压，城市配电网中中压主要使用的是交联聚乙烯绝缘电力
电缆。2006 年广东省电网10 kV XLPE 电缆使用量达到15000 km，全国电网的使用量达到100000
km，推算全国各行业使用量达到250000 km。
这么多电缆都需要附件，即电缆终端，接头与之配套安装后，与其它电器设备相连。中压电
缆附件的使用量达到100 万套。35 kV 及以下的电缆附件类型有绕包，热缩，预制，冷缩以及插
拔式终端。冷缩和预制附件绝缘材料以进口高温硫化液体硅橡胶为主，插拔式终端硅橡胶与乙丙橡皮两
种材料均有使用。
中压抗水树交联电缆将作为一项新技术在电网应用推广。为此，国网武汉高压研究院11 月
29 日在浙江万马电缆公司召开了全国电力系统电缆运行技术研讨会宣贯抗水树电缆标准。
中压抗水树交联电缆技术是指通过提高交联电缆抗水树性能而使得传统的普通交联电缆的
可靠性、安全裕度和使用寿命得到大幅提升的新产品新技术。
国内城网10kV~35kV 系统中，地下使用的普通XLPE 绝缘电缆，普遍在运行8 至12 年生长
出大量水树，致使大量交联电缆发生因水树击穿造成事故，寿命短，影响电网的安全运行。武高
院电缆所在此领域的大量试验研究表明，通过采用新型抗水树技术生产的交联电缆，具有良好的
抗水树老化性能，可靠性高，安全裕度大，具有不低于30 年的正常使用寿命。
欧洲和北美电力系统的中压交联电缆，抗水树交联电缆技术拥有高达95％的市场占有率和成
熟的运行经验，安全可靠性和使用寿命十分理想。国内电网广大用户对潮湿环境中电缆水树生长
的影响与电缆水树击穿机理的认知度不够，因此中压交联电缆运行寿命短和水树击穿事故率高。

抗水树交联电缆技术在国内电力系统尚属空白，推荐城网地下电缆采用抗水树交联电缆。
结合我国中压交联电缆生产厂家多，中压电缆年投运量大的特点，如果能够使抗水树交联电
缆在国内电网中广泛采用，则可以大大提高中压电缆线路的运行寿命（从8 至12 年提升至30 年），
减少电网的停电次数，提高电网安全质量，并且显著降低中压电缆的更新频率，具有巨大的社会
效益和经济效益。
采用新型抗水树交联电缆技术会导致交联电缆的成本价格上涨约5％，价格的微小变化不会
在经济层面上影响该技术的推广。
武高院已在研究试验技术的基础上，进行相关的技术规范或试验标准的起草工作，已经报批
了DL/T 1070—2007《中压交联电缆抗水树性能鉴定试验方法和要求》标准，推广该项技术的技
术条件已经成熟，具备推广条件。
推广目标与原则：
（1） 通过推广相关的技术规范、试验标准和其他有效的方式，加大对广大电力生产一线
部门进行抗水树交联电缆技术的宣传和推广工作，使广大电缆运行管理部门对该项
推广技术的重要意义充分理解。
（2） 通过相关标准的推广，推动生产厂家大量采用先进的抗水树交联电缆技术，提高进
入电网运行的中压交联电缆的抗水树性能和使用寿命。
             高压超高压电缆及附件
110 kV 为高压电缆，220 kV 至500 kV 为超高压，高压超高压交联电缆在城市电网中的使用
量剧增，这与城市地价升高有关，不仅是电力部门，包括政府，房地产商，民众均有强烈的要求，
城市电网地下化。
2007 年内，仅国家电网公司集中规模招标采购220 kV 交联电缆约945 km，国家电网公司采购的全部是国产电缆。
有向电网供货资质的6 家电缆制造商，现在具备供货实力的为5 家。这些供货商在国内都是
行业的领军企业，其220 kV 电缆均为立式交联线生产，均在武高院通过了为期一年的预鉴定试
验。这些企业不仅质量好，而且产能也很大，沈古，汉河均有两座立塔，华新也要建第二座立塔。
国内已建在建的立塔近30 座，交联线达40 条，但真正要具备过硬的质量，具备供货资质，
还有很长的路要走。
在500 kV 电缆方面，电网已开始有工程使用。上海已招标采购三回中的二回共102 km 500 kV
2500 mm2 交联电缆用于世博地下变电站。
海南联网工程也已采购一回93 km 500 kV 800 mm2 海底充油电缆。
北京正在设计500 kV 交联电缆线路。
500 kV 电缆在国内还是空白，电网工程所需电缆全部进口，工程投资巨大。
武高院电缆所全力推动500 kV 电缆系统的国产化。现在沈古500 kV 交联电缆正在武高院进
行一年的预鉴定试验，如果通过，2008 年将有国产500 kV 电缆问世，将具备向电网供货的资质。
国产高压超高压电缆附件一直落后电缆本体。但在110 kV 这个电压等级，国产附件制造商已有
10 多家。在我国历史最悠久的长沙电缆附件公司，2007 年已供货5000 余套，这些附件可以配套
安装约1600 km 110 kV 交联电缆。110 kV 附件，国产和进口并存，国产附件逐步走向独占市场。
220 kV 电缆附件的制造商非常少，在武高院通过一年的预鉴定试验的只有沈古和长沙，江苏
安靠的预鉴定试验正在进行之中。一旦国产220 kV 附件制造商超过三家通过预鉴定试验，并且
运行业绩良好，武高院将推荐220 kV 附件国产化。
500 kV 电缆附件中的户外终端和接头，在国内仅有江苏安靠电缆附件公司通过了武高院的型
式试验，正在筹划进行一年的预鉴定试验。安靠附件公司是电缆附件行业的后起之秀，它具有欧
美的作派和理念，起点高，开发新产品，速度非常快。
预鉴定试验是在批量提供一种型号的超高压电缆及其附件之前，为了验证完整的电缆系统具
有满意的长期可靠性能而进行的试验。150 kV 以上至500 kV 电缆及其附件在CIGRE 文献中被认
为是属于超高压范围。
超高压挤包绝缘电缆及其附件是电网中极重要的组成部分，因此其长期可靠性是首先要考虑
的重大课题；与110 kV 电缆及其附件相比，它们的工作场强很高，故安全裕度较小；它们的绝
缘厚度较厚，热机械效应较严重；随着电压的增高，电缆本体与附件的设计以及安装配合，变得
更为困难。
为了考核超高压电缆系统的长期可靠性，CIGRE 提出增加预鉴定试验[1]，即长期加速老化试
验，并被IEC 采用起草了IEC 62067 标准[2]于2001 年首次发布，2006 年IEC 对本标准进行了修
订。
根据IEC 62067: 2006 标准和中国国家标准化指导性技术文件GB/Z 18890.1～18890.3—2002
《额定电压220kV(Um=252kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》[3]，预鉴定试验的试样应布置
成能代表安装设计条件，如直埋和空气中敷设，刚性固定，挠性固定及两者之间转换的布置。试
验布置完成后，按顺序进行：热循环电压试验；电缆样品或电缆系统的雷电冲击电压试验；最后
对电缆系统进行检查。
热循环应采用导体电流加热被试回路，直到电缆导体温度达到90 ℃～95 ℃。试验期间由于
环境温度的变化需要调节导体电流，所选的加热的方式应使远离附件处的电缆导体温度达到上述
规定。
加热时间应至少8 h。每个加热期内导体温度应维持在规定的温度范围内至少2 h，接着是至
少16 h 的自然冷却。
在整个8760 h 的试验时间内应对被试回路施加1.7 U0 电压和热循环，加热和冷却循环应进
行至少180 次。
试验期间电缆系统不能发生击穿。
一年的热循环电压试验结束后，还要对从电缆系统上取下有效长度至少30 m 的电缆试样，
在导体温度达到90 ℃～95 ℃下进行雷电冲击电压试验，也可以直接在电缆系统上进行。电缆试
样或者电缆系统应耐受1050 kV 正负极性各10 次雷电冲击电压而不发生击穿。
最后，还要采用肉眼检查电缆系统，应无可能影响电缆系统正常运行的劣化迹象。
原国家电力公司投巨资在国网武汉高压研究院电缆技术研究所建设了超高压电力电缆实验
室。该实验室主要任务之一就是统一对进入电网的超高压电缆系统进行预鉴定试验。
3 未来的发展
在中压电缆中，重点推广应用抗水树电缆，将其作为一项新技术在电网中使用。直埋地下的
中压电缆将采用抗水树电缆，抗水树电缆性能要符合DL/T 1070—2007《中压交联电缆抗水树性
能鉴定试验方法和要求》标准。
武高院电缆所将力推500 kV 电缆及附件国产化。国产500 kV 电缆及附件通过预鉴定试验后，
就可以有资质进入电网商业运行。一旦国产化，产品价格将大幅下降，这将直接使电力工程投资
大大节省，同时，对现有进口500 kV 电缆工程出现故障，国内将有技术实力来维修，这样可以
打破国外垄断，缩短停电时间，保证电网安全。500 kV 电缆及附件国产化将使制造商昂贵投资的
立塔发挥效益，同时也将提高超高压电缆制造技术水平。制造和电网均受益，这就保卫了国家利
益。
为配合国家电网公司的特高压（交流1000 kV，直流±800 kV）输电线路的建设，将开展特
高压电缆的关键技术研究，这是电缆前瞻性的技术，武高院电缆所将联手国内外顶尖的电缆制造
商及大学参与研究。特高压架空线路在江浙一带遇到不便逾越的敏感地区时，可采用非开挖技术
即遁构或顶管，开通地下隧道，在隧道中采用特高压电缆，将架空线改为地下电缆，通过敏感地
区后，再恢复到架空线。
在陆上电缆得到大量应用后，海底电缆和桥上电缆也将开始广泛使用。这实际上是大长度电
缆制造技术和装备提升。这要求电缆车间要建在有通大海的码头边上。国外的大型海底电缆厂订
单已接到2011 年，笔者最近作为南网的电缆技术顾问，到耐克森挪威电缆公司，帮助做海南联
网海底电缆设计研究评审工作，发现他们不但装备特别，技术很高，而且生意很好，经济效益也
很好。
还有脐带电缆也值得关注开发。