采用架空輸電線(xiàn)路輸電，我國已經(jīng)實(shí)現了世界最高的輸電電壓等級±1100kV，但是采用直流電纜輸電，我國目前才僅僅突破±525kV，距離國際最高的±640kV還有很大的差距。到底是什么原因造成的？是技術(shù)的差距？還是材料的差距？

直流輸電技術(shù)具有長(cháng)距離、大容量、低損耗的優(yōu)勢。

#電纜#

直流輸電可以通過(guò)架空輸電線(xiàn)路來(lái)實(shí)現，目前我國已經(jīng)掌握世界上最先進(jìn)的直流輸電技術(shù)，世界首個(gè)±1100千伏特高壓直流輸電工程由我國自主設計建設的昌吉—古泉±1100千伏特高壓工程。

直流輸電除了采用架空輸電線(xiàn)路來(lái)實(shí)現，還可以通過(guò)高壓直流電纜來(lái)實(shí)現，目前采用直流電纜輸電的形式已經(jīng)廣泛應用于島嶼供電、獨立電網(wǎng)互聯(lián)和海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)網(wǎng)。

直流電纜輸電具有諸多優(yōu)勢。在直流電壓作用下，電纜無(wú)電容電流，可實(shí)現遠距離送電。

直流電纜輸送容量大，直流場(chǎng)下絕緣材料不易電老化，壽命長(cháng)。且絕緣介質(zhì)的直流擊穿場(chǎng)強為交流擊穿場(chǎng)強的2~3 倍以上。

高壓直流電纜是直流輸電的關(guān)鍵電力設備之一。目前直流電纜運行的工作溫度僅為70 ℃，遠遠低于交流電纜的90 ℃運行溫度。

因此使得直流電纜的載流量相比交流電纜要受到限制，而裸露在空氣中的特高壓直流架空輸電線(xiàn)路則不需要過(guò)多地考慮工作溫度的影響。

所以，電纜運行工作溫度限制是制約直流電纜電壓等級提升的因素之一。

我國直流電纜制造在國際上處于什么水平？

近年來(lái)，伴隨直流電纜絕緣材料和屏蔽材料取得技術(shù)突破，世界各國直流電纜的電壓等級都在提升。

日本已經(jīng)研制出了±500kV直流電纜，通過(guò)了長(cháng)期驗證試驗。德國與北歐化工合作開(kāi)發(fā)了±525kV、±640kV直流電纜，通過(guò)了型式試驗和預鑒定試驗。意大利已經(jīng)開(kāi)發(fā)出基于非交聯(lián)絕緣技術(shù)的±600 kV 直流電纜。

我國高壓直流電纜的發(fā)展起步晚，但發(fā)展迅猛。2017年7 月底，我國中天科技成功研制了中國第一根±525kV直流電纜，同時(shí)也標志著(zhù)我國高壓直流電纜的制造技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

電纜絕緣材料和屏蔽材料是制約我國高壓電纜行業(yè)發(fā)展的最大因素。

與架空線(xiàn)路不同，電纜是要直接敷設在地下或者水底，因此，電纜需要裝設厚厚的保護層，簡(jiǎn)單理解，就是絕緣層和屏蔽層。

同時(shí)，對于直流電纜，電纜運行時(shí)需要耐受直流電壓和沖擊電壓，電纜絕緣厚度需要根據直流電壓和沖擊電壓分別設計，一般取二者之中的最大值。

不同國家設計的直流電纜絕緣厚度有較大差異，日本的電纜公司研制±500kV 直流電纜絕緣厚度為23mm，德國公司研制的±525kV 直流電纜絕緣厚度約為27mm，中國科研機構和電纜公司設計的±525kV 直流電纜絕緣厚度在27～30mm之間。

目前，大部分高壓直流電纜絕緣由交聯(lián)聚乙烯構成。

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)具有電導率低、載流子遷移率小、機械性能和耐溫性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于電力電纜絕緣領(lǐng)域，XLPE已經(jīng)成為高壓直流電纜的核心技術(shù)之一，我國高壓XLPE 直流電纜料主要依賴(lài)進(jìn)口。

也就是說(shuō)，在我國高壓直流電纜制造技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，電纜主絕緣材料和屏蔽層材料長(cháng)期被國外企業(yè)壟斷。

電纜料與屏蔽料的研發(fā)面臨的技術(shù)壁壘很多，我國尚不能大規模批量生產(chǎn)質(zhì)量穩定可靠的滿(mǎn)足高電壓等級直流電纜要求的電纜主絕緣材料與屏蔽料。

由于技術(shù)保密，國外電纜料企業(yè)只公布極其有限的產(chǎn)品信息，常為密度、熔融指數、力學(xué)性能（斷裂伸長(cháng)率、拉伸強度）的下限、介電性能參數（直流電阻率、擊穿、損耗因子、介電常數等）的下限，通過(guò)這些參數無(wú)法達到區分絕緣性能和指導材料開(kāi)發(fā)的目的。

同時(shí)，我國自主研發(fā)高壓直流電纜料面臨諸多技術(shù)層面的挑戰。

缺少了電纜絕緣材料和屏蔽材料研發(fā)制造核心技術(shù)，直流電纜的電壓等級提升將會(huì )受到嚴重制約。

其實(shí)直到今年四月，我國首條應用國產(chǎn)絕緣材料高壓電纜才在遼寧省投運。

據了解，全國首條應用國產(chǎn)高壓交聯(lián)聚乙烯絕緣及屏蔽材料的220千伏高壓電纜為阜新220千伏新煤線(xiàn)，這也是應用國產(chǎn)絕緣材料的高壓電纜首次在國內掛網(wǎng)運行。此前國內110千伏及以上電纜的絕緣材料基本全部依賴(lài)進(jìn)口。

隨著(zhù)直流輸電技術(shù)的廣泛應用，高壓電纜將成為未來(lái)能源電力工業(yè)發(fā)展中重要的電力設備。高壓電纜絕緣料和屏蔽料的國產(chǎn)化意義非凡，因為只有核心技術(shù)掌握在自己手里，才有真正的話(huà)語(yǔ)權！

相信，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的不懈努力下，定能夠突破高壓電纜絕緣材料研發(fā)的核心技術(shù)，攻克關(guān)鍵技術(shù)難題，研制出國產(chǎn)高壓電纜絕緣材料，實(shí)現高壓電纜料的國產(chǎn)化，生產(chǎn)出更高電壓等級的高壓電纜，助力我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設。