10月26日,中國電力企業(yè)聯(lián)合會科技開發(fā)服務中心在山東青島召開有關電力電纜的經(jīng)驗交流會。會議討論了在智能電網(wǎng)全面建設的背景下,電力電纜業(yè)界的確需要集思廣益,思考如何適應智能電網(wǎng)的需要。
電纜“智能”之惑
自2009年國家電網(wǎng)公司提出智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃以來,國內(nèi)外電力設備制造企業(yè)紛紛調(diào)整研發(fā)方向,攻關智能設備。變壓器、高壓開關、電抗器等一次設備行業(yè),紛紛研究與傳感器結合實現(xiàn)智能化的可能;繼電保護裝置、自動化控制設備等二次設備行業(yè),則紛紛與一次設備廠商合作,探索一、二次設備集成融合的途徑。那么,電纜的智能化方向在哪里?
對于電纜行業(yè)來說,這一問題不太容易回答,原因是電纜雖需要“智能”,但實現(xiàn)的途徑與方法卻與變壓器等產(chǎn)品不同。
變壓器實現(xiàn)智能的一種手段是與二次設備結合,譬如在變壓器內(nèi)的某些部位安裝傳感器,從而確保變壓器的溫升、噪聲等處于時時可監(jiān)控狀態(tài)。電纜則不能如此。
一個原因是電纜在單位年限內(nèi)出現(xiàn)故障的概率不大。我國建設堅強智能電網(wǎng)的目的,是確保電網(wǎng)的安全可靠,讓人們用起來更方便、更放心。這就要求電網(wǎng)相關設備更加可靠。青島漢纜股份有限公司總工程師陳佩云因此表示,“減少電纜故障發(fā)生的措施,是使用合格的電纜,設置安全的電纜通道和按規(guī)程敷設,定期檢查,進行狀態(tài)評估。”
更主要的原因是電纜產(chǎn)品與變壓器產(chǎn)品的特性不同。國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心主任吳長順表示:“電線電纜產(chǎn)品有別于變壓器、電容器、套管等高壓電器產(chǎn)品,后者是單元式產(chǎn)品,便于測量和監(jiān)控,利于智能控制設計、實施,成本低。而前者是分布式產(chǎn)品,線路長,沿線環(huán)境條件復雜,影響因素多,不利于與傳感器結合?!?/span>
事實上,這里也涉及成本問題。如果要在如此龐大的電纜線路全部增加傳感器產(chǎn)品,那么花費的成本將十分巨大,而且技術的可靠性也要認真探討。
電纜的智能化不能走與一次設備相同的道路,它需要開辟新的途徑。
孵化中的智能檢測技術
新的途徑之一就是發(fā)展更加智能化的電纜檢測技術。
國網(wǎng)電力科學研究院檢測中心高工閻孟昆表示,最近幾年,我國電纜行業(yè)得到了飛速發(fā)展。隨著智能電網(wǎng)建設、房地產(chǎn)開發(fā)和新能源的建設,220千伏及以下電纜及附件全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化,高壓電纜的質(zhì)量也得到了相當程度的提升。但是,隨著電纜的應用越來越多,加之智能電網(wǎng)對供電可靠性要求的提升,電纜故障時有發(fā)生,迫切需要研究嶄新的、更為智能的電纜檢測技術。
據(jù)介紹,目前常用的電纜檢測方法有直流試驗和交流試驗。直流試驗的缺陷是在電纜內(nèi)部積累電荷,導致對電纜的傷害,交流試驗則只能檢測部分較大的缺陷,對真實狀態(tài)無法評估。
“因此,對電纜進行狀態(tài)診斷及評估,是合理安排電纜更換,保證電力供應安全可靠的一個重要技術手段,也是在智能電網(wǎng)中實現(xiàn)對電纜有效管理的極其重要的部分。”吳長順說。
據(jù)吳長順介紹,狀態(tài)評估通常分為在線(帶電)和離線(不帶電),但目前,兩種方法均剛剛起步。
在線方法理論上能夠?qū)崟r了解電纜的狀態(tài),然而尚未積累足夠的在線監(jiān)測經(jīng)驗,監(jiān)測技術尚不成熟;對于已經(jīng)敷設的電纜,安裝在線監(jiān)測裝置必然在電纜系統(tǒng)增加額外的部件,可能會影響電纜的可靠運行。
離線方法僅在必要時(定期)通過評估獲知電纜的狀態(tài),因此更具靈活性和可操作性,但同樣因研究時間較短而有很多待解的問題。
目前,業(yè)界已經(jīng)認識到電纜智能檢測技術的重要性。陳佩云表示,青島漢纜已與華北電力大學合作,研制在線檢測設備。
對新材料電纜的探索
另一種途徑則是采用新材料,研制適合智能電網(wǎng)的電纜產(chǎn)品。與電纜智能檢測技術剛剛起步相比,新材料電纜的研究已經(jīng)取得不錯的成績。
例如,隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)大面積改造,耐水樹電纜應運而生。大城市雙環(huán)網(wǎng)供電、空間走廊日益狹小、市中心地下電纜率提高,對電纜帶來極大的需求。而電纜的免維護要求和絕緣耐壓的壽命關注,又對配電電纜的絕緣介質(zhì)、性能指標、品牌信譽提出了更高的要求。
據(jù)專家介紹,常規(guī)電纜的絕緣介質(zhì)在電場、水分和雜質(zhì)等絕緣缺陷的協(xié)同作用下,逐步產(chǎn)生樹枝狀劣化。當樹枝狀劣化進一步發(fā)展,將導致電纜線路的本體或附件發(fā)生試驗擊穿或運行擊穿故障。因此,具有特殊工藝的耐水樹電纜自然就得到青睞。雖然目前耐水樹電纜的應用仍不多,但優(yōu)越的抗擊穿性能和免維護性,決定耐水樹電纜市場份額的拉高指日可待。
此外,新能源建設也帶來對專用電纜的需求。如核電站安全殼外的1E級K3類環(huán)境條件,促進了對溫度、電壓壽命、熱老化等指標限定極為嚴格的核用電纜應用。
在智能電網(wǎng)建設的帶動下,電纜行業(yè)的面貌正在發(fā)生變化?!案念^換面”的電纜業(yè),必然會以更加從容的姿態(tài)迎接電力智能時代的到來。