智能电网背景下的电缆智能化

摘 要 近年来，随着我国经济的发展和智能电网建设进程的不断推进，电缆线路的智能化技术发生了巨大的革新。笔者结合自身工作实践，简要介绍了电缆线路，分析了电缆线路智能化的特殊性，对各种新材料电缆的发展利用进行了详细阐述，探索了电缆线路智能化的途径。

关键词 智能电网；电缆；智能化

中图分类号TM76 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0086-02

0引言

2009年，国家电网公司提出建设坚强智能电网的发展战略，提出加快建设以特高压电网为骨架的坚强、自愈、高度智能化的电网。

2010年，国务院将“三网融合”技术上升为国家战略。在倡导节能减排、绿色能源的政策背景下，国家电网也提出利用“电网最后一公里”的口号，大力推动电力光纤到户（FTTH）的建设，强力支撑“三网融合”战略。

随着国家建设坚强智能电网的进程不断推进，我国的电力行业也发生了一场包含发电、输电、变电、配电、用电等环节在内、覆盖电网所有电压等级的深刻变革。实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的智能电网建设过程也带动了电缆智能化的蓬勃发展。

1 电缆线路简介

电力线路可分为架空线路和电缆线路两种，其中，架空线路用于构建高压和特高压线路主网，电缆多应用于中低压的配网和工矿企业用户内部。

1）按电压等级不同

低压电缆使用于380V/220V～660V电压等级，中压电缆使用于6kV～35kV电压等级，高压电缆使用于110kV～220kV电压等级，超高压电缆使用于330kV及以上电压等级。

2）按照载体材料不同

可将电缆分为铜芯/铝芯电缆、光电复合电缆、超导电缆等。

3）按使用区域不同

可分为建筑用电缆、车船用电缆、电气化铁路用电缆、新能源专用电缆等。

2 电缆线路的智能化

2.1 电缆智能化的特殊性

自从国家电网公司提出建设智能电网的战略规划以来，数字化变电站在国内日渐兴起，二次设备转向智能化发展方向。电力一次设备探索与传感器结合来实现智能化控制，而二次设备则致力于与一次设备相集成，近年来，数字化变电站在国内方兴未艾，一、二次设备的智能化程度得到了大幅度提高。

然而，电缆的智能化尤其自身特殊性，主要表现为以下几点：

首先，电缆在单位年限内出现故障的概率不大。其次，电缆产品与其它电力设备的特性不同，电缆线路是分布式产品，电缆线路沿线的环境条件多变，影响因素复杂，不可像变压器等单元式产品，可以直接与传感器相结合，通过光纤等方式实现智能化的控制和测量。另外，对于数量庞大的电缆线路，如果全部使用传感器来实现智能化，不仅实现成本很高，在技术上也将面临很多难题。

所以，电缆的智能化需要开辟新的方法与途径，拓展新的技术领域。

2.2 电缆的智能化途径

2.2.1 探索新材料电缆

使用各种新材料，研制适合智能电网的电缆产品。目前，新材料电缆的研究已经取得一定成果。

1）光纤复合低压电缆

2010年5月，在一次业内会议上，国务院国资委相关领导表示，将加快推进智能电网、电信网、广播电视网、互联网的协调发展，最终实现“四网融合”。

同时，四网融合也是国家电网公司的发展规划之一，为此专门成立负责专项推进此工作的智能电网部。目前，国内仅有部分用户使用电信网和互联网，但所有的电力用户都使用电力网，包罗一切用户的特点使电力线上网更有优势。国内对电力网上线技术的研究开展比较早，理论研究已经基本成熟，并有多个试点工程投入运行。

四网融合的实现过程并不复杂，通过在配电网实施电力光纤到户，将光纤复合低压电缆（OPLC）接入低压通信网，光纤和低压电力线一并敷设，并且加装智能电表并实现到户，通过技术手段配合无源光网络技术，使该光纤可以传递四个网各自需要的数据，承载用电信息采集和四网融合等业务。

由上述可见，光纤复合低压电缆（OPLC）集光纤通信技术和电力传输技术与一体，在智能电网用户端的建设中，具有强大的优势和应用推广前景。

2）耐水树电缆

智能电网建设过程中，将加大配电网尤其是中低压配电网的建设和改造力度。在大规模的配电网改造过程中，由于城市空间日渐拥挤，可用线路走廊减少，市中心地价攀升等原因，在市中心埋设地下电缆的数量日益增多。

耐水树电缆与常规电缆相比，具有较大优势。常规电缆在电磁场、杂质等因素的影响下，会产生树枝状劣化等绝缘损坏，进而导致电缆线路发生击穿故障。而具有特殊工艺的耐水树电缆具有优越的抗击穿性能和免维护性，虽然目前在整个中压电缆中，耐水树电缆的份额只有10%，但在智能电网的建设过程中，耐水树电缆必将得到更大规模的推广使用。

3）高压、超高压电缆

智能电网明确提出建设特高压为骨架的各级协调电网，2011年公布的国家“十二五”纲要中，也提出了发展特高压输电技术，加大对智能电网投资的要求，随着“三华同步电网”的规划实施，特高压再造中国能源输送的主干线，多条特高压工程已经在建。

特高压工程的纷纷上马为高压、超高压电缆提供了巨大的发展机遇，随着智能电网的建设进程不断推进，高压、超高压电缆将会得到大规模应用。

4）新能源专用电缆

国家电网致力于“奉献清洁能源，建设世界一流电网”，新能源的大规模推广利用是智能电网的重要特征之一。光伏发电、风力发电、分布式能源接入，智能微电网的研究……蓬勃发展的新能源产业也加大了对专用电缆的需求。例如，在大型海上风力发电建设和并网的过程中，就需要专用的35kV浅海电力电缆。另外，核电专用电缆对温度、电压寿命、热老化等指标限定都非常严格。