在海缆的三种绝缘材料——低粘度绝缘油(充油海缆)、乙丙橡胶和交联聚乙烯(XLPE)中,交联聚乙烯(XLPE)因具有良好的导热性、输送容量大、损耗低,是应用最广泛的绝缘材料,在产业链上下游中占据主导地位。
绝缘材料对比与XLPE的优势
海缆绝缘材料共有三种,各自的优缺点如下:
| 电缆类型 | 主要优点 | 主要缺点 |
|---|---|---|
| 充油海缆 | 运行经验丰富,制造工艺成熟;绝缘介质损耗低;适用于更高电压等级 | 漏油会污染海洋环境;质量大、敷设难度高;需配套充油系统,运维费用高 |
| 交联聚乙烯(XLPE)绝缘海缆 | 制造工艺简单、运行维护工作量小、费用低;弯曲半径小、质量轻,可生产/敷设长度更长;电气和机械性能优于充油电缆 | 性能受工艺过程影响较大;对空间电荷耐受能力较差,需特殊工艺处理 |
| 乙丙绝缘海缆 | 更能防止树枝化放电老化及局部放电问题 | 介质正切值和介电常数较大,不适用高压绝缘 |
从电气性能对比看,XLPE绝缘电缆的导线运行温度可达90℃(充油电缆为75℃),短路时可达250℃(充油电缆为160℃),冲击电压耐压强度为130 kV/mm(充油电缆为100 kV/mm)。以300mm²导体截面为例,XLPE海缆载流量为550A、输送容量104.79 MVA,均高于充油海缆的510A和97.17 MVA。
产业链上下游地位
在上游原材料环节,绝缘材料成本约占海缆原材料成本的8.79%,是除导体材料外价值量最大的部分。目前国内交联聚乙烯仍主要依赖进口,供应受外部因素影响较大。不过,中国石化已有一条产线能够生产交联聚乙烯,未来国产化率有望逐步提升。
在中游加工环节,XLPE海缆的制造工艺(如三层共挤)是技术核心。对于高压化(如500kV海缆)和柔性直流海缆,绝缘材料的电气性能及绝缘界面的光滑统一是最大挑战。目前国内有能力生产500kV交流和柔性直流海缆的企业仅有三家:东方电缆、中天科技和亨通光电,其中中天科技在柔性直流领域优势最为突出。
在下游应用端,XLPE海缆凭借质量轻、可长距离敷设、运维成本低的优势,已成为海上风电等工程的主力选择。
常见问题
交联聚乙烯海缆相比充油海缆的主要优势是什么?
交联聚乙烯海缆制造工艺更简单,运行维护工作量小、费用低;弯曲半径小、质量轻,可生产敷设的长度更长;电气性能和机械性能均优于充油电缆,且不涉及漏油污染问题。
目前国内交联聚乙烯材料的供应情况如何?
国内交联聚乙烯主要依赖进口,供应受疫情和交通影响较大。但中国石化已有一条产线能够生产,未来国产化率有望逐步提升。
哪些企业能够生产高端海缆?
目前国内有能力生产500kV交流海缆和柔性直流海缆的企业只有东方电缆、中天科技和亨通光电三家。其中中天科技在柔性直流海缆领域优势最大,大部分柔性直流项目由其承担。