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探寻电缆智能化路径

探寻电缆智能化路径   10月26日,中国电力企业联合会科技开发服务中心在山东青岛召开有关电力电缆的经验交流会。对于行业机构、研究单位或者电缆企业而言,这一会议无疑开得颇为及时:在智能电网全面建设的背景下,电力电缆业界的确需要集思广益,思考如何适应智能电网的需要。
  
  电缆“智能”之惑
  
  自2009年国家电网公司提出智能电网发展规划以来,国内外电力设备制造企业纷纷调整研发方向,攻关智能设备。变压器、高压开关、电抗器等一次设备行业,纷纷研究与传感器结合实现智能化的可能;继电保护装置、自动化控制设备等二次设备行业,则纷纷与一次设备厂商合作,探索一、二次设备集成融合的途径。那么,电缆的智能化方向在哪里?
  
  对于电缆行业来说,这一问题不太容易回答,原因是电缆虽需要“智能”,但实现的途径与方法却与变压器等产品不同。
  
  变压器实现智能的一种手段是与二次设备结合,譬如在变压器内的某些部位安装传感器,从而确保变压器的温升、噪声等处于时时可监控状态。电缆则不能如此。
  
  一个原因是电缆在单位年限内出现故障的概率不大。我国建设坚强智能电网的目的,是确保电网的安全可靠,让人们用起来更方便、更放心。这就要求电网相关设备更加可靠。青岛汉缆股份有限公司总工程师陈佩云因此表示,“减少电缆故障发生的措施,是使用合格的电缆,设置安全的电缆通道和按规程敷设,定期检查,进行状态评估。”
  
  更主要的原因是电缆产品与变压器产品的特性不同。国家电线电缆质量监督检验中心主任吴长顺表示:“电线电缆产品有别于变压器、电容器、套管等高压电器产品,后者是单元式产品,便于测量和监控,利于智能控制设计、实施,成本低。而前者是分布式产品,线路长,沿线环境条件复杂,影响因素多,不利于与传感器结合。”
  
  事实上,这里也涉及成本问题。如果要在如此庞大的电缆线路全部增加传感器产品,那么花费的成本将十分巨大,而且技术的可靠性也要认真探讨。
  
  电缆的智能化不能走与一次设备相同的道路,它需要开辟新的途径。
  
  孵化中的智能检测技术
  
  新的途径之一就是发展更加智能化的电缆检测技术。
  
  国网电力科学研究院检测中心高工阎孟昆表示,最近几年,我国电缆行业得到了飞速发展。随着智能电网建设、房地产开发和新能源的建设,220千伏及以下电缆及附件全部实现了国产化,高压电缆的质量也得到了相当程度的提升。但是,随着电缆的应用越来越多,加之智能电网对供电可靠性要求的提升,电缆故障时有发生,迫切需要研究崭新的、更为智能的电缆检测技术。
  
  据介绍,目前常用的电缆检测方法有直流试验和交流试验。直流试验的缺陷是在电缆内部积累电荷,导致对电缆的伤害,交流试验则只能检测部分较大的缺陷,对真实状态无法评估。
  
  “因此,对电缆进行状态诊断及评估,是合理安排电缆更换,保证电力供应安全可靠的一个重要技术手段,也是在智能电网中实现对电缆有效管理的极其重要的部分。”吴长顺说。
  
  据吴长顺介绍,状态评估通常分为在线(带电)和离线(不带电),但目前,两种方法均刚刚起步。
  
  在线方法理论上能够实时了解电缆的状态,然而尚未积累足够的在线监测经验,监测技术尚不成熟;对于已经敷设的电缆,安装在线监测装置必然在电缆系统增加额外的部件,可能会影响电缆的可靠运行。
  
  离线方法仅在必要时(定期)通过评估获知电缆的状态,因此更具灵活性和可操作性,但同样因研究时间较短而有很多待解的问题。
  
  目前,业界已经认识到电缆智能检测技术的重要性。陈佩云表示,青岛汉缆已与华北电力大学合作,研制在线检测设备。
  
  对新材料电缆的探索
  
  另一种途径则是采用新材料,研制适合智能电网的电缆产品。与电缆智能检测技术刚刚起步相比,新材料电缆的研究已经取得不错的成绩。
  
  例如,随着城乡电网大面积改造,耐水树电缆应运而生。大城市双环网供电、空间走廊日益狭小、市中心地下电缆率提高,对电缆带来极大的需求。而电缆的免维护要求和绝缘耐压的寿命关注,又对配电电缆的绝缘介质、性能指标、品牌信誉提出了更高的要求。
  
  据专家介绍,常规电缆的绝缘介质在电场、水分和杂质等绝缘缺陷的协同作用下,逐步产生树枝状劣化。当树枝状劣化进一步发展,将导致电缆线路的本体或附件发生试验击穿或运行击穿故障。因此,具有特殊工艺的耐水树电缆自然就得到青睐。虽然目前耐水树电缆的应用仍不多,但优越的抗击穿性能和免维护性,决定耐水树电缆市场份额的拉高指日可待。
  
  此外,新能源建设也带来对专用电缆的需求。如核电站安全壳外的1E级K3类环境条件,促进了对温度、电压寿命、热老化等指标限定极为严格的核用电缆应用。
  
  在智能电网建设的带动下,电缆行业的面貌正在发生变化。“改头换面”的电缆业,必然会以更加从容的姿态迎接电力智能时代的到来。 返回上页

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