●成果名称:直流电缆附件(DC-±10~±75kV、DC-±150~±320kV、轨道交通750V及1500V电力电缆附件)
●成果拥有单位:长缆电工科技股份有限公司
●成果简介:
高压直流输电技术由于其灵活多变的运行功率范围,运行的独立性、功率方向控制的简单性以及优越的输电性能而获得广泛的关注。高压直流输电线路采用重量轻、体积小、电气性能优越、环境友好和维护方便的高压直流XLPE电缆。我国风能、太阳能、潮汐能等二次能源资源丰富,而这类能源产出电能的最佳传输方式就是采用高压直流输电,因而研究高压直流输电用电缆附件,将具有十分重要的价值。其中,我司成功研发的±320kV直流电缆系列附件,打破了国内无自主研发直流附件的历史,填补了国内空白,结束了国外企业长期以来对国内该技术的垄断,加速推进了我国直流电缆附件系统的产业化进程,为替代进口产品,开辟直流附件国产化道路打下了良好基础。
直流电缆附件主要由瓷套户外终端及中间接头(绝缘/直通接头)等部件组成。其中关键零部件应力锥采用进口基材自主研发的EPDM高压注橡成型,很好的改善了电场的分布,并采用弹簧锥托将应力锥顶紧于应力锥罩内锥壁上的结构,使应力锥和绝缘剂隔离开,克服了应力锥由于材料老化带来的弹性松弛、应力锥与电缆外半导电层接触不良等弊病,应力锥套在处理好的电缆上成为插拔头。接头主体由高性能绝缘树脂采用先进的真空浇注成型工艺与金属保护壳成型为一个整体,摒弃了以往采用绝缘油和气体作为主绝缘的结构,消除了由泄漏带来的问题。连接金具设计为插拔式免模压结构,适用于185mm2~1600mm2任意两种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆的对接,解决了橡胶预制绝缘件中间接头不能用于绝缘外径相差较大的两种电缆对接的情况,而且安装时不再需要拉码,不需要浇注防水绝缘浇注剂,直接将处理好的电缆插入绝缘主体即可,大大简化了安装过程;它重量轻,体积小,大大减少了安装空间,易于安装、维护;性能更优越、更稳定。
我公司研发过程中着重突破了以下关键技术:应力锥材料配方研制、试验技术、应力锥的结构设计及成型、绝缘主体结构设计及成型、连接金具的结构设计和材料选型、外半导电屏蔽层的浇注成型、环氧套管内金属嵌件的表面处理以及零件精度加工技术。其中,产品采用几何型电应力控制法(即应力锥)改善电场分布;采用纳米填料改性三元乙丙橡胶,有效的解决了直流电缆附件中绝缘介质界面空间电荷的聚集问题。应力锥采用弹簧锥托顶紧,可保持界面压力持久恒定。瓷套式终端采用环氧隔离罩将应力锥与填充绝缘剂分离,克服了应力锥由于材料老化带来的弹性松弛。中间接头为双应力控制单元结构,可实现同截面电缆或不同截面电缆的连接,可满足在长期浸水环境下安全稳定可靠运行的要求。并且产品重量轻,体积小,大大减少了安装空间,易于安装、维护;性能更优越、更稳定。
●知识产权及获奖情况:
(1)±320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆瓷套户外终端、±320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆组合预制式绝缘件绝缘接头、±150kV交联聚乙烯绝缘直流电缆瓷套户外终端、轨道交通1500V直流牵引电力电缆附件冷/(热)缩终端及冷(热)中间接头等通过国家电线电缆质量监督检验中心或电力工业电气设备质量测试中心的型式试验,并获得检测报告;
(2)±320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆瓷套户外终端、±320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆组合预制式绝缘件绝缘接头、轨道交通1500V及以下直流牵引电力电缆附件等产品获得科技成果鉴定证书;
(3)本系列产品先后取得国家专利8项,其中实用新型专利7项,发明专利1项;
(4)±320kV交联聚乙烯绝缘直流电缆附件系统获得湖南省首台套奖励。
●市场预测:
直流电缆附件系统研发出发点主要是面对国际及国内市场,提供具有核心竞争力的高科技产品;国内市场由于受到大气污染防治计划的推动,大气污染防治行动计划、能源发展十二五规划、能源发展战略行动计划等相关政策频繁出台,国家能源局正式下文审批通过12条电力外送通道建设,计划2017年前全部建成投运,其中至少有一半采用直流输电线路,为公司发展提供了巨大商机。其中,我公司自主研发的±320kV直流电缆附件系统在国内尚属首创,具有较强的市场竞争力,替代进口市场占有率预计为80%以上,能够为企业带来可观的经济效益;国际市场方面,近10年来海底电力电缆在全球的市场急速扩大,业界相关人士预测海底电力电缆今后也将持续发展,预计2023年销售额达53亿美元(约合人民币325.12亿元),国际市场不可忽视;此外,轨道交通专用电缆附件、中低压直流电缆附件等潜在经济效益亦不可忽视。
±320kV直流电缆附件系统打破了国外企业长期以来对国内该技术的垄断,加速推进直流高压技术的国产化进程;其中,2014年11月,在国家电网公司变电项目2014年第一次专项货物集中招标项目(厦门柔性直流工程电缆项目)中,我公司±320kV直流电缆附件系统与中天科技海缆有限公司电缆配套中标,共计中标4套,中标金额近千万元,此次中标是国内±320kV高压直流输变电工程中,首次采用国产直流电缆附件,该项目将起到良好的示范作用。
目前,我公司±320kV直流电缆附件年产能约200台套,同时预计能实现年销售50台套,可新增销售收入约11500万元,年利税达2875万元。产品市场前景广阔,符合“高端电工电气设备”的发展趋势,经济效益显著,能促进电力工业经济持续、快速、稳定发展。
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