电力电缆及附件专业领域现状与发展分析（二）
三、66kV-500kV电压等级的电力电缆
（接上期）
4. 与国外先进水平比较及差距
我国高压电力电缆采用进口的制造设备以及进口关键原材料， 产品质量控制水平综合较好。总体来说，高压电缆本体的产品质量能达到国外先进水平，部分产品还处于国际领先水平。从66kV 到500kV级高压电力电缆，我国均可以制造和工程应用。据不完全统计，高压电缆本体的故障率低于0.1次／百公里年，优于国外同类水平。
与国外先进水平相比，差距主要是电缆系统的设计能力和服务能力，这也是我国超高压电缆系统故障率较高的一个原因。需要指出的是，由于高压电缆在电网中是以系统呈现，特别是220kV及以上线路，要与电缆附件也就是终端和中间接头配合。因此，有效提高高压电缆附件的运行可靠性是降低电缆线路故障率的重要措施。此外，我国目前在500kV等级的电力电缆附件上，特别是中间接头，还存在工艺不稳定、工程经验积累不足等问题。
5．发展建议
鉴于我国高压和超高压电缆的发展现状，绝大部分电力电缆和附件都已经实现了国产化。对后续发展提出如下建议：
1) 高压和超高压电缆制造企业应提升质量与整体配套能力，重视质量改善、新工艺应用以及电缆附件的研发、生产与配套。同时，延伸产业链（如电缆施工甚至运维），从各环节促进电缆系统运行可靠性提升。
2) 积极开展新型高压电力电缆的研制和应用， 如新型绝缘材料高压电力电缆（热塑性绝缘）、特高压电力电缆、超导电缆等，为电缆产业链贡献中国智慧和中国力量。
3) 推动现有产品的创新，降低线路损耗，降低电缆系统故障率，提高运行可靠性，包括研究应用型线绞合导体、大长度绝缘挤出工艺、高可靠性的半导电缓冲层结构、平滑铝护套、铜丝屏蔽及综合护层等技术研究与应用。
四、海底电力电缆
1. 市场需求
我国是一个海洋大国，经预测各种海底电缆到2020年将达到3000km以上。由于疏挖江河、湖泊以及修筑水库大坝的需要，长江、黄河、怒江、钱塘江、珠江等水系的水下电缆应用也会越来越广泛。。
近年来，海上风力因为更稳定持久，世界各国正在竞相追逐开发海上风电场，这也是我国风电产业发展的方向。
2018年，我国海上风电取得了明显进展，新增装机容量达到180万kW, 同比2017年增长55.2%, 连续六年保持增长，累计装机459万kW。海底电缆在海上风力发电上的应用拥有非常广阔的市场前景。此外，我国每年新建、维修海上石油平台需要用各类电缆13000km, 约有15%采用光电复合海底电缆和单一输送电力的海底电缆， 保守估计海底电缆的年用量约2000km。
据不完全统计，我国近邻国家及地区的海缆市场年均需求量约1500km。此外， 即将大规模开发的北极海洋也是一个巨大的海缆市场。东南亚各国目前还不具备海底电缆的生产能力， 不少本 区域性海底电缆从欧洲引进，耗费巨大。我国海底电缆的生产成本和运输成本均具有优势。光电复合海底电缆和海底交联电缆的增长较快。
2. 现有装备产能
截至2019年底，国内主要海缆生产厂家有：江苏中天科技股份有限公司、江苏亨通集团有限公司、 宁波东方电缆股份有限公司、 青岛汉缆股份有限公司、 山东万达电缆有限公司、 湖北乐星红旗电缆有限公司、江西吉恩重工有限公司等。
表2-3 国内主要海缆生产厂家装备及产能情况汇总
3. 国内典型工程应用
2019年1月15日， 舟山500kV联网输变电工程正式投运。目前该工程是浙江电网投资最大、 建设难度最高的500kV跨地区跨海联网工程。工程总投资46.2亿元，所需海缆单根长度18km。
2019年2月，南方主网与海南电网二回联网开始敷设施工，本项目的海底电缆采用500kV充汕纸绝缘电缆 （采用国外进口电缆及附件），单根无接头连续长度约32km。 是目前世界上单根长度最长的500kV交流海底电缆。
4. 与国外先进水平比较及差距
海底电力电缆的技术开发、制造和敷设安装运行在世界范围内已超过100年的历史。1916年美国旧金山敷设12kV交流三芯海底电缆、1932年哥伦比亚敷设115kV交流单芯海底电缆、1954年瑞典哥特兰岛敷设llOkV直流海底电缆， 已成为海底电缆当时的标志性工程。
世界各国已经建成数量诸多的海底电力电缆工程。电压等级随输电容量的增大也愈来愈高， 除了大量采用挤包XLPE绝缘电力电缆外，仍有部分海底电缆采用了纸绝缘(MI)传统电力电缆。由于XLPE绝缘应用于更高电压等级受限等因素， 普睿司曼公司于2016年实现了(PP) HPTE绝缘材料525kV/600kVHVDC电缆。目前计划中最长的高压直流海缆项目是首条连接英国和挪威的海底高压直流海缆项目NSNLink, 全长740km, 输电能力1400兆瓦，共需电缆长度达到1450km, 由英国国家电网公司National Grid和挪威国家电网公司Statnett共同出资建设，其中普睿司曼公司将提供和安装950km 海底电缆和陆地电缆；法国耐克森电缆公司负责峡湾、隧道和湖泊以及挪威陆地连接的高压直流海缆和地下电缆生产、供应和安装，全长约500km。
我国海底电缆工程发展至今尚不足40 年。在经验积累方面与国际海缆巨头确实存在着明显差距。据统计，目前已知国际上在役海缆安全运行时间最长的为50年（意大利SA.CO.I互联项目，200kV等级）。国内首次国产交联聚乙烯绝高压海底电缆工程 （舟山朱家尖至六横线， 110kV电压等级，由宁波东方电缆公司制造,自2007年投运以来，安全运行时间仅为12年。
国内海底电缆长度、中间接头和电缆寿命等一些关键技术指标， 决定于电缆的设计、 制造与安装水平。例如， 中间软接头制造技术在使用过程中的可靠性还需要检验。与此相比， 加拿大本土与温哥华岛联网是旧界上第一 个采用500kV交流海底电缆(OF电缆）联网的丁程， 由两段组成(9km+30km, 中间用接头连接），从80年代投运至2005年， 已安全运行20 多年。
大长度产品对制造的稳定性、一致性要求非常高， 对装备的要求也非常高。目前，国内生产最大长度无中间接头三芯220kV海缆CXLPE电缆） 为26.9km(大连庄河海上风电项目，2018年）；最大长度无中间接头单芯220kV海缆为30.2km(江苏大丰海上风电项目，2017年）；最大长度无中间接头单芯500kV海缆为18km(舟山联网工程，2018年）。
海底电缆敷设在深海， 因此其产品应具有较强的抗水压、 抗水纵向侵入和化学侵入等性能， 并且能够承受海浪作用下的动态压力和安装维修时的压力等， 并能保证相对较长的使用寿命。表2-4 总结了近年来国内外部分典型泭缆工程概况，可以看出在海缆长度和敷设深度方面，国内与欧美发达国家还存在明显差距。
表2-4 典型海缆工程长度和敷设深度汇总
目前国内最大的敷缆船船长100.58m, 型宽30.48m, 型深6.1m, 满载吃水3.6m, 满载排水量10000吨， 配备载重量为6000吨的转盘， 缆盘直径为27m, 适用千超高压、 大截面、 大长度海底电缆敷设。国际上最大的敷缆船为在建的” 达芬奇” 号敷缆船，配备两个载重噩分别为10000吨和7000 吨的转盘，适用水深达3000m, 最高航速14节， 配备了最先进的计算机控制定位系统和耐波系统。
由以上对比数据可以看出， 在海缆工程基础设施方面与欧美发达国家存在较为明显的差距。
5. 未来发展趋势及建议
随着能源结构的不断优化， 海上风电还是要在一定程度上继续开发， 另外岛屿间互联， 甚至跨国能源互联也会出现， 因此未来海缆是有一定的市场空间， 尤其是长距离的互联， 直流海缆是有优势的。然而，需要解决以下相关问题：
1)关键原材料。对绝缘及半导电屏蔽等关键原材料， 国内生产企业要不断加强投入， 开发出满足交流及直流高压电缆所需的、 且得到业内广泛认可的性能优异的绝缘与半导电屏蔽材料。
2)电缆附件。包括超高压电缆附件的应力锥、 工厂接头、 抢修接头、 直流电缆附件等应不断地完善， 包括其原材料。
3)电缆系统设计技术。应不断地提高电缆本身及电缆附件组成系统针对不同应用场景的系统设计以及选型技术水平，以满足环保、节能、长寿命等要求。
4)海缆敷设安装。与陆缆相比海缆的敷设安装经验和标准都相对缺乏，从近期的故障统计也说明了这一点，未来应加强此方面的丁作。
5)海缆运行维护。海缆路由一般涉及海底段、登陆段、穿堤穿管段以及进入变电站室内等多个 复杂环境， 因此对海缆的运行维护应采取更加完善的手段和措施。
6)海缆故障的测试定位和抢修技术。海缆一旦出现故障，其测试定位是目前面临的技术难题，另外抢修也有较大的难度，后续对此要做更多研究。
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