高溫超導電纜在城市地下輸電系統(tǒng)應用的可行性研究

要大城市有可能優(yōu)先采用商業(yè)化運行高溫超導電纜 ,用于城市地下交流輸電系統(tǒng)。其主要應用目標是用于地下電纜工程改造 ,利用現有排管以高溫超導電纜取代現有的常導電纜 ,增加地下電纜傳輸容量以及采用高溫超導電纜將巨大電能 (1GVA以上 )輸入到城市負荷中心。采用常導電力電纜傳輸 1GVA以上的電能進入中心城區(qū) ,輸電電壓一般要求為 5 0 0 k V。在城市中心區(qū)不可能建設 5 0 0 k V變電站。 5 0 0 k V電纜線路所需的 5 0 0 k V大長度電纜和相應附件 ,目前尚未研制開發(fā)。耐高溫電纜特點具有耐油、防水、耐磨、耐酸堿及各種腐蝕性氣體、耐老化、不燃燒等優(yōu)異性能，適合冶金、電力、石化等行業(yè)。采用高溫超導電纜將有可能降低輸電電壓等級 ,可以采用 2 2 0 k V高溫超導電纜將 1GVA以上的電能輸入到城市負荷中心 ,滿足特大型城市負荷中心供電需求。采用 110 k V高溫超導電纜 ,亦有可能傳輸 1GVA左右電能。本文通過對交流高溫超導電纜系列設計計算對額定電壓 35 k V、110 k V、2 2 0 k V的高溫超導電纜 ,按不同傳輸電流 (或傳輸容量 ) ,以高溫超導電纜的傳輸效率 (損耗與傳輸容量比 )、高溫超導電纜外徑限值和超導導體繞制結構限制條件 ,確定高溫超導電纜適用性界定條件 ,提出城市地下輸電、配電系統(tǒng)用高溫超導電纜可行方案。

                          重慶眾鑫電線電纜有限責任公司

電線電纜耐熱型可分幾種

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　　耐熱材料的電線電纜是絕緣和護套材料本體樹脂具有耐熱性能，主要品種有：聚氨脂（可達155℃級）、聚脂（可達135℃）、聚偏氟乙烯（150℃）和尼龍（可達115℃）的絕緣或護套材料。常用于通信、汽車、電機、建筑等行業(yè)。

　?。ǘ┢胀娎|材料通過各種方式的改性而達到耐熱性：

　　1、橡膠材料的耐熱改性

　　橡膠材料因其耐熱性差，因而提高工作溫度的余度較小，普通橡膠填加較多熱穩(wěn)定劑和經交聯(lián)處理才能達到90℃，因而不能稱為耐熱電纜，如丁苯橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯等。主要應用于橡膠絕緣移動用軟電線、橡膠絕緣軟電力電纜和控制電纜等。

　　但三元乙丙橡膠可經改性，使耐溫等級提高到135℃，加上具有較好的絕緣性能，因而在橡膠方面具有較好的發(fā)展前景。

高溫線的組成

1 護套層：優(yōu)良的機械性能，能夠耐受較高強度的金屬撞擊、切割，具有非常高的抗拉強度，也可耐受長期的重復彎折。

 2 屏蔽層：考究的金屬材料一方面要順利地導出干擾信號，極細的金屬絲必須有足夠的抗彎折能力以避免金屬碎屑影響其他電氣設備。

 3 纏繞層： 纏繞帶是一種精選的聚合物材料，主要是防止屏蔽網傷及絕緣層。也增強電纜整體的機械性能。

 4 絕緣層： 具有和電纜護套相當的物理和化學性能，耐油和耐溫與護套層相同。因此在狹小的環(huán)境中有時剔除護套、屏蔽網和纏繞層，單獨當導線使用。

    紋皺焊接鋁套電纜的溫度分布試驗也在上海電纜研究所進行，在焊縫處溫度到達700℃時，用熱電偶分別測量鋁套內阻水層上分別相隔90度的三點溫度為69、43、37℃，在阻水層下則分別為34、26、27℃，這是因為鋁套是一點受熱焊接，溫度雖高，但能量不大，鋁的散熱又很快，所以電纜絕緣上的溫度很低，同時，西安交大絕緣研究室又進行了電纜鋁護套的焊接溫度場的數值計算，在絕緣層附近的溫度基本上是40℃左右。輻照交聯(lián)聚烯烴電線電纜主要用于耐熱建筑線、汽車線、航空導線、機車線電線和電機電器引接線等。

    由于紋皺焊接鋁套電纜的溫度很低，不存在煬傷絕緣或絕緣上的阻水層的可能，鋁套和電纜之間縫隙非常小，故可實現電纜的阻水結構，同時電纜的阻水層又可用作電纜的緩沖層，不難通過設計和計算，國產220kV電纜的絕緣半徑方向的膨脹量約1.5mm左右，可以為阻水層所吸收，這樣電纜的結構就非常緊湊合理，萬一鋁套有些損傷，由于阻水層的作用，電纜也不會進水。因此在狹小的環(huán)境中有時剔除護套、屏蔽網和纏繞層，單獨當導線使用。