一、电力电缆的品种发展和产销动态
⑴ 不滴流油纸绝缘和充油电缆
近十年来中低压油纸电缆已基本淘汰，但用于水底敷设的海缆，仍较多地采用铅包不滴流油纸电缆。油纸铅包电缆重量较重，电缆可沉没于海底、飘浮的电缆会在岩石上磨损并受到锚害。采用铅包油纸电缆比铅包交联电缆价格便宜，该产品受到一些用户的欢迎，国内上海和红旗电缆厂更具有一定优势来提供上述产品。对于110～220kV油纸绝缘充油电缆，我国已有着悠久的制造历史和丰富的使用经验，且产品的介电性能稳定，价格公道，深受用户欢迎。同时改型的纤维纸，介质损耗较小，在高压和超高压电缆中，如用户没有提出特别防火要求时，充油电缆的应用，还将有一段较长的时期；
⑵ 聚氯乙烯绝缘电缆
聚氯乙烯绝缘电缆简称PVC塑力缆，由于产品结构柔软，易于弯曲，生产工艺简单且价格便宜，在90年代后在我国进入了最为辉煌的年代，约有几百家电缆厂生产PVC塑力缆，年产量最高可超过12万km/年（三芯），年产值100亿元。特别是国际GB 12706-91产品标准公布后，产品质量稳步上升，导体采用紧压扇形结构，电缆结构圆整密实，护套表面光亮，印字清晰，部分产品远销东南亚各国。由于PVC塑力缆温升载流量低，夏天过载时易发生热击穿，绝缘燃烧时，卤素材料释放出氯化氢有毒气体使消防人员中毒，其着色料（红色）会导致绝缘电阻下降和电容系数上升使开关频繁跳闸等等弊端。我国约有1/4～1/5的产品为硅烷交联所代替，但PVC塑力缆在我国还将占据着较多的市场份额。
⑶ 硅烷交联电缆
早在80年代中期，上海电缆研究所和湘潭电缆厂就联合开发了硅烷交联绝缘电缆，硅烷交联是低温交联，生产企业不需要增加多少技术措施，可在现有设备上生产，绝缘中不含卤素，完全克服了PVC塑力缆存在的缺点。硅烷交联又名温水交联[1]，由于是吸水后进行交联反应，绝缘中含水量仅100～200ppM，和干法交联绝缘中含水量一样，绝缘品质也和中低压干法交联电缆完全相同。近年来该产品发展非常迅速，我国已有一百多家企业开发了这项新产品，1998年产量达2.5万多公里（三芯）。在西方发达国家中，约有一半PVC塑力缆被硅烷交联绝缘电缆所代替，我国也正向这方面努力，以满足城网改造的需要。硅烷交联生产工艺可分为下列几种方式[2]:
① 二步法工艺；又称Sioplase E，美国Dowcorning公司开发，由塑料厂提供聚乙烯接枝料（A料）和含催化剂或着色剂的B料，由电缆厂按一定比例相混和，可在普通的挤出机上生产，并在温水槽中进行交联反应。为防止温水污染产品，现已改用在蒸汽房中进行交联反应。如在水槽中采用不锈钢线盘，既可防止污染，又可以提高反应速度，生产工艺简便，产品质量稳定。但绝缘料价格较贵，且存放期最好不要超过半年。
② 共聚法工艺；近几年来一些大型的塑料公司如日本的三菱油化、美国的UCC以及北欧化工等公司提供的A料是在大型高温高压反应釜中生产的共聚料，其产品性能更较接枝料优越，但材料价格也较其它料更贵一些。
③ 固相一步法工艺；又称Siloxen工艺，为德国Kable Metal公司开发，广泛地在中国和东南亚各国流传，该料已由绝缘料厂均匀混和，电缆厂不必重新配制，由于绝缘料未经接枝，存放期可达一年。其缺点是挤出温度最高可达240℃，挤出工艺较麻烦，由于挤出温度高，产品质量较难控制，掌握其生产工艺后，产品质量才有保证。
④ Monosil一步法工艺；该工艺不要由绝缘料厂提供绝缘料，可采用液态硅烷由计量泵自动计量和输送到挤出机系统，并采用绝缘基料（粒料）经自动称量后送入长径比达1:30的挤出机中完成挤出工艺。该设备由瑞士Maillefer和NKF、BICC等公司联合开发，设备投资较大，但产品质量稳定，绝缘基料价格较低，且不存在缘料的贮存期问题。我国为发展中国家，拥有monosil一步法设备的企业很少，在100多家企业中仅占4～5家。
在这次城网改造中，硅烷交联是PVC塑力缆的更新换代产品。国内一些较大的供电局；如上海、北京、天津等供电局，已明文规定不再在配电网中采用PVC塑力缆，硅烷交联电缆的产量有可能成倍增长，预计年产可达4～5万km／年。
除1kV等级硅烷交联电缆外，10kV硅烷交联电缆也有5家企业生产，对于品种规格变化较多和电缆长度较短的供货批量，采用10kV硅烷交联更为经济。如采用CCV生产线生产，废品率极高，为此在10kV交联电缆生产工艺中，应保持10kV硅烷交联生产线的一定比例，才能均衡生产。
⑷ 干法交联电缆
早在80年代中期，上海电缆研究所就协助沈阳电缆厂向瑞典引进了一套干法CCV交联生产线，生产中高压交联电缆。并进行了引进技术的消化吸收及交联电缆的基础研究工作，制订了产品标准。90年代初GB 12706-91国标正式发布，中低压交联电缆得到了蓬勃的发展。各电缆企业纷纷从国外引进CCV干法交联生产线，如NOKIA, Davis，TROESTER和Royal等国外较著名的设备制造公司。同时也引进了国外的生产技术，提高了交联电缆的产品质量水平，部分交联电缆还向东南亚和阿拉伯等国家出口。在中压电力电缆领域内，交联电缆已基本上取代了油纸电缆，交联电缆的产量由原来的年产1,000多km增加到10,000多km。随着电缆用量的增加，交联电缆在运行中击穿放炮的次数也逐年增多。上海电缆研究所作了交联电缆的运行可靠性研究和统计，国产交联电缆的击穿故障率高达0.5次／年－100km左右[3]，欧洲等发达国家已下降到0.2次／年－100km，主要是国产交联电缆的生产环境较差，灰尘等杂质容易进入电缆绝缘，同时生产工人仅凭经验操作，不按科学的交联生产工艺计算机软件操作，同时有些电缆厂管理不善，有些产品不进行局部放电试验就将产品出厂了。上海电缆研究所贯彻了机械部“技术进步”的政策，对国内17条CCV交联生产线进行了整顿验收，改变了交联电缆的生产环境，提高了产品质量。国产交联电缆产品已和发达国家进口的产品不相上下了。近年来我国交联电缆生产线已超过100多条，其中有三分之一可以生产高压交联电缆，生产能力大大超出市场需求数量，由于城网改造的需要，从1999年开始，年需求中压交联电缆约3.5万km／年。产品价格大幅度下跌，企业处于市场剧烈的竞争之中。对于110kV高压电缆已有沈阳、郑州、上海和山东电缆厂于去年通过产品鉴定，1998年生产110kV高压电缆约400km／年，年需求量约500km／年。1999年110kV高压交联电缆的年需求量将成倍上升，年需求量可能要达1000～1200km／年。但通过产品鉴定的企业将增加到13家，到2000年后，国内将有25～30条高压交联生产线启用，市场竞争的剧烈程度将超过中低压电缆。对于220kV超高压交联电缆，上述四家电缆厂均已通过产品技术鉴定，将由上海电缆研究所承担的按IEC WG 11-97建议的高电场热循环予鉴定试验后（已建议作为型式试验考核），才能推向市场。上海电缆研究所已按照电缆行业的要求在1999年上半年建成了上述试验基地，已经投入使用。
⑸ 架空绝缘电缆
在城市供电系统中，高压线和绿化区都要占有一定空间，空间走廊日益狭小，线树矛盾突出，触电伤亡事故不断发生，架空绝缘电缆的应用就特别受到青睐。1990年上海电缆研究所获得了开发1～35kV架空电缆的基金项目，在上海市电力局供用电研究所协助下，进行了研究试验和产品开发工作，在江苏江阴和浙江兰溪电缆厂进行1kV和10kV架空电缆的研制和生产。并在上海电网系统中推广应用。1992年上海市受到台风袭击，架空电缆的电杆断裂，架空电缆落地，但供电没有中断，产品得到了用户的称赞。同年还制订了架空电缆国家标准GB 14049-93。1998年年产10kV架空电缆约3万km／年，在城网改造中，估计年需求量可达5～6万km／年。绝缘采用PVC，HDPE, XLPE等耐候绝缘料，今后将大量采用XLPE交联绝缘料，导体分铜、铝和铝合金等硬拉结构，在拉断力要求高，杆塔跨距大的线路中可采用钢线作承载线，我国东北林区还采用钢芯铝绞线结构，国内各电缆企业均可生产。
⑹ 五芯电缆
在塑料电力电缆国家标准GB 12706-91中仅考虑到低压三芯、四芯电缆，其中第四芯是为了输送电力系统在不平衡状态下产生不平衡电流以及短路电流。这就是3加1的四芯电缆，中心线大小由不平衡电流及短路电流来确定，但一般不得小于相的1/2。到90年代，原属电气装备系统中一些电缆，例如建筑、船用、矿用电线电缆，输送容量愈来愈大，并且对电缆产品的功能要求愈来愈多，随着计算机广泛应用，电路中非线性阻抗大量增加，造成三次谐波电流在中性线通过时电流很大，达到了相电流同样大小水平，这样中性线PN线要求扩大到相线截面水平，即所谓4等截面。为了便于设备，仪器接地保护需要，又增加了第5线芯即PE线。这就是五芯电缆。很多电缆企业研制了五芯电缆以满足不同用户要求，有3+2芯及4+1芯二种结构。建筑部门多数需要4+1芯结构。其它用户也有要求3+2芯结构，五芯电缆以圆形电缆居多，并用迭代法编制计算程序，设计出5芯不等截面电缆的外径和结构尺寸、还有设计了五芯瓦型电缆结构，四川电缆厂还得到该结构的国家专利发明证书。在国外也较多地采用五芯电缆，英国BICC公司采用金属屏蔽层作为第四或第五线芯，该结构有如下一些优点。
① 采用铝导线作金属屏蔽，用以防止外来的各种电气干扰，并可作为PE线或PN线。对四芯电缆，该层即为PE线。
② 采用细钢丝金属屏蔽层作电磁屏蔽，以防止各种外来的电和磁的干扰，又称全屏蔽电缆，电磁屏蔽层，又是PE或PN线，这种结构得到了各种用户的欢迎，需求量也愈来愈多。
对于五芯电缆应采用何种产品结构，对PE线和PN线截面应采用多大的尺寸，应根据我国的具体情况，进行调查研究，在即将进行的国标修订中全面考虑。
⑺ 阻燃、耐火等其它电缆品种
在电力电缆中，以使用有卤阻燃电缆为多，也有使用低烟无卤电缆，阻燃电缆的等级按国家标准规定可分为A、B、C三类，型号用ZR表示。在某些企标中，对阻燃等级最高的A类产品用GZR（即高阻燃）表示。对1kV电缆可适当采用各种阻燃材料来达到三种不同类别的标准；但10kV交联电缆还没有阻燃绝缘料，要依靠采用不同的填充料和护套料和采用不同截面大小来达到B或C类标准。一般达到B类标准时就要求采用较大的电缆截面。如要达到A类标准，可采用隔氧层（又称隔火层）结构，上海电缆厂已于前年申请了隔氧层电缆结构的专利。即在10kV电缆外挤包一层含高阻燃剂的树脂材料，现在已有较多的电缆厂采用含高阻燃剂的橡胶带或玻璃布带绕包，含高阻燃剂的玻璃布带又称隔火带已在市场上推广应用了。
在某些重大工程项目中，需要一种在火灾中仍能持续通电的保安电源，以便灭火报警、照明、通讯和救火之用，称耐火电缆。耐火电缆绝缘与护套应是阻燃电缆，并在导体上包上1－2层云母带，合成氟金云母在110℃下仍不失去机械强度，产品型号为NH。为保持云母带在加工中的机械强度，加包一层聚酯带有着更好的效果。如不采用含氟的云母带，还可制成无卤耐火电缆，该产品更受到用户的欢迎。
⑻ 电力电缆的接头附件
油纸电缆附件用铁壳头和环氧头已逐渐淘汰，代之而起的是热收缩附件，由我国长春应化所开发并使用，上海电缆厂也和美国瑞侃公司合作生产热收缩附件。上海电缆研究所在90年代初承担了国家基金项目开发了架空电缆全套金具及附件，由武汉、长沙和无锡等附件厂组织生产，并制订了附件国家标准，基本上满足国内中低压电缆的成套供应，在90年代中上海电缆研究所协助广东南海附件厂引进了西门子公司的全套硅橡胶予制附件，长沙附件厂也引进了该项技术，中低压电缆附件已全部配套齐全。110kV高压电缆预制终端和SF6终端可由上海电缆研究所为主体的三原附件公司提供，并正在开发110kV预制连接盒。今年三原公司又与日本住友合作，共同生产220kV终端，全封闭终端与单一橡胶件预制式连接盒，目前正在电缆所进行预鉴定试验。国内能提供高压电缆附件的还有沈阳电缆厂早年在上海电缆研究所协作下引进的瑞典Kabledon生产技术，也可提供110kV预制终端和模塑连接盒，沈缆也和日本古河合作生产高压电缆全套附件。除此以外有些电缆厂还向美国G＆W公司和Elasmould公司进口一部分高压电缆附件，以满足城市电网改造的要求。
二、九十年代电力电缆产品和工艺的技术进步
1. 电力电缆用导体结构与工艺
⑴ 导体的紧压结构及工艺 90年代初国内电缆企业导体结构尺寸不统一，有主张导体要柔软，最好不紧压；还有一些则主张紧压。上海电缆研究所受机械部委托，在交联电缆整顿验收规范[4]中规定了导体的紧压系数约为0.9，统一了全行业交联电缆导体的结构尺寸。紧压导体结构尺寸的统一有下列优点：
① 统一了导体结构尺寸，便于用户安装和导体连接；
② 紧压导体比非紧压结构可节省6～8％电缆材料，有较大的经济价值；
③ 紧压导体卡断了水分进入导体的毛细通道，防止水树产生，提高电缆的运行寿命；
④ 紧压导体圆整度好，导体在生产中不会被模芯卡住，内半导电层不易嵌入到导体缝隙中去。
紧压导体可采用紧压轮或拉模紧压，但必须分层紧，才能保证导体的光滑和圆整。随着紧压导体的推广，杭州中策电缆厂还提出了每层加5根单线的设计理论，改变以往导体每层加6根的传统设计，该理论在世界各国中还是首次提出。
紧压导体要求铜单线退火均匀，各企业采用了大拉连续退火装置，该装置可节省大量能源，保证铜单线的退火均匀性，完全摆脱了以往作坊式的罐式退火工艺。
⑵ 大截面分割导体的生产及工艺 铜导体在1000mm2及以上铝导体在1400mm2及以上，其集肤效应系数已使交流电阻分别提高到20％和16％[5]，大截面电缆应采用分割导体结构。1997年上海电缆厂发表文章[6]研制成功了分割导体结构，截面为1000～1200mm2，目前已有很多电缆厂试制成功。对1000mm2分割导体，一般采用4分割，当中嵌入一层半导电纤维带，再包上一层半导电带扎紧，对更大截面的电缆可采用涂漆单线并采用5分割或7分割结构，国外最大已可做到4000mm2，为了防止分割导体在盘绞时回弹，可在绞线机上加装予扭装置，国内已可供应带予扭装置的框绞机，并带有集中上下盘装置，以优惠的价格和进口设备竞争。
2. 绝缘及屏蔽生产工艺的改进
⑴ 采用严格的温控系统和三层共挤机头
90年代后，交联电缆用量增加，击穿放炮事故也随着加多，上海电缆研究所和西安交大都进行了交联电缆的基础研究工作，采用威布尔分布进行电缆的逐级击穿试验以及水树电树等试验研究后认为：交联电缆内外屏蔽不良，绝缘焦烧和予交联，内半导电层凸出物和擦伤等，可使电缆在较低的电压下击穿。提高内外半导电层和绝缘层挤出的温控精度，防止焦烧和予交联的产生是重要的。很多企业引进了国外先进的挤出机，NOKIA公司挤出的温控精度可达正负1℃，国产设备的温控精度也可达正负3℃以内，以防挤出时产生焦烧粒子和予交联等杂质，并严格控制内半导电层不在绝缘模口处擦伤。1994年国家建设部公布了GB 50217-94交联电缆选用标准， 建议在重要的线路中采用干法交联和三层共挤装置。当时对中低电缆采用三层共挤装置的要求就过于严格了，但也促使了各电缆厂引进了很多三层共挤装置。目前国内交联生产线已超过100多条，具备三层共挤设备的生产线已超过40％，用以增大产品技术竞争的力度。
⑵ 改善绝缘生产线的生产环境
外来灰尘、杂质也造成绝缘污染，在国外都保持着干净的生产环境，都在绝缘上料时，考虑上料间的净化系统。在交联电缆整顿验收时，就有17条交联生产线加装上料间的净化系统，要求净化间内的空气达到1万级。上料间的空气应为正压力、压力为12.5N/m2，并在国家标准中对110kV高压电缆规定了杂质含量≤6个（杂质大小为大于51μm小于178μm），对装有导体的电缆盘要有遮盖，以防灰尘杂物等落入。从此国产交联电缆的生产环境大为改善，完全可与国外交联电缆的生产环境相一致。
⑶ 导体予热及绝缘厚度偏芯检测装置的应用
采用导体予热不但可以提高产量约30～40％，而且可以改进交联绝缘的品质，改善绝缘热机械应力。在国内采用三层共挤设备的电缆企业，也有加装导体予热的，对中低压电缆采用导体短路加热方式，对高压电缆则采用感应加热方式。短路加热较经济，但不适合大截面电缆的生产。一般因采用1+2挤出的生产线，是不能加装导体予热装置的，带有内半导电层并经过加热的导体是无法进入绝缘挤出机的。国内导体予热装置不及国外普遍。
近年来由于交联电缆市场竞争剧烈，用户对产品的要求愈来愈高，各电缆厂都采用了绝缘偏检测装置，以西德的SIKORA公司的X-Ray 8000商品占绝大多数，国内已有30～40％的生产线加装了偏芯装置，在CCV生产线上生产的电缆，均可将偏芯度控制在12％以内。在VCV上生产的高压电缆则可控制在8％以内。加装偏芯检测装置作一次投资后，可在一年内绝缘材料的节约中回收。看来这项投资还是值得的。
⑷ 金属屏蔽结构生产工艺
我国电力系统均采用消弧圈接地系统，接地短路电流较小，也有些系统采用小电阻接地系统，则接地短路电流较大。上海电缆研究所1997年为行业提供了一套接地短路电流选用手册，以便于生产和选用[7]，但国产中压电缆的金属屏蔽主要采用铜带屏蔽。选用铜带应不硬不软，不宽不窄，绕包时应不松不紧才可保证金属屏蔽质量。否则铜带容易割破外半导电层或发皱，也会发生开裂等问题，很多电缆厂都已掌握铜带的绕包技术。铜带的连接应采用电焊，因锡焊的铜带会在短路温度下脱开，绕包采用双层间隙搭盖绕包代替重叠绕包，以增加屏蔽层的短路电流。由于铜带工艺不完善而使局部放电不合格的现象已大为减少了。
3. 交联生产工艺控制
交联工艺是交联生产中的关键技术，90年代后，国产电缆已基本全部采用干法交联，绝缘中水分含量约100～200ppM，只是蒸汽交联的十分之一，绝缘品质大为提高。80年代在国外掀起的水树枝热潮，没有在中国出现。由于干法交联的管壁温度高达400℃左右，比蒸汽交联时的管壁温度高出近一倍，绝缘在高温下交联，由于与导体温差过大容易产生热应力，最初表现在产品的老化前后抗张强度变化率不易合格。电缆新安装后往往在竣工试验时就击穿了。有时运行后仅几个小时电缆本身或电缆附件会很快地击穿。国外一些专家学者对绝缘热机械应力问题提出了一些新见解[8][9]；XLPE绝缘是一种膨胀系数极高的石油制品，其线胀系数高达330×10-6 1/℃，是铜导体的20倍，如交联温度很高，又未经充分予冷却，绝缘中就会产生热应力，电缆绝缘稍受弯曲，造成应力开裂，在直流竣工试验中，吸收了大量空间电荷，造成绝缘介质中电场严重畸变，电缆会在很低的电压下击穿。NOKIA公司和Sieverts公司对交联工艺进行了较多的研究试验，规定了在生产过程中的温度分布以及温度和时间的关系，编制了一套交联生产过程中交联工艺计算机软件。上海电缆研究所会同上海、沈阳两大电缆厂消化吸收了瑞典Sieverts公司的引进技术，向国内20多家企业推广了上述软件，国内还有更多的电缆企业，直接向NOKIA引进上述软件，但引进的软件要比国产软件价格高10倍以上，软件的内容并无多大差别。按正确工艺生产，近年来中低压交联电缆击穿放炮事故已少得多了。在高压110kV交联电缆生产中，除应采用计算机工艺软件外，有好几家都采用NOKIA公司的应力消除装置，又称Rlelxation松驰装置，用于消除厚绝缘电缆热应力。其原理是在电缆冷却后，再将电缆重新加热到105℃左右，即达到聚合物结晶熔化温度，也可以说是将绝缘重新退火，消除热应力。
在交联工艺技术进步中，还改进了交联管的电热方式，采用管壁短路加热的热效应好，逐步取代加热电缆的加热。在氮气系统中，基本淘汰了氮气并供氮方式。我国最早采用小型压缩机组制氮，后采用5A分子筛制氮装置，对接近大工业制氮厂的企业还可采用液氮系统，近年来美国在中国的凯德公司推出的采用过泸膜制氮系统更为先进，已在电缆行业中大量推广，有着更好的技术经济效果。
4. 交联电缆其它工序的技术进步
为了制造1km及以上的三芯大截面电缆，成缆机的放线盘采用2.2m代替1.6m。有些企业还进口了收线盘为3～3.5m的盘绞机，如加拿大的CEECO，奥地利的Mali和法国的pourtier等公司的产品。国内的德阳东方和合肥电工厂等均可生产盘绞机。电缆的圆整度已可达90％，采用扇形成型和聚丙稀撕裂膜组合填充，成缆中心也填充密实，防止水分渗入。按用户要求还可采用阻水电缆结构，IEC 60502-97对中压电缆已公布了阻水试验方法。电缆外护套的挤包厚度很均匀，色泽光亮，并带有计米标志，印字清晰，对高压电缆外护套上还要求带有半导电石墨涂层。目前国产电缆在剧烈的市场竞争中已可和进口电缆媲美。
5. 交联电缆生产中的重大新技术
在国内，对1～220kV交联电缆生产中，已有一些企业或个别单位应用了下列在国外还不多的一些新技术：
⑴ 在1～10kVmonosil一步法硅烷交联生产中，采用固化硅烷新技术，并研制了无卤耐火电缆（采用无氟云母带）；
⑵ 在高压交联电缆挤出生产线中，在绝缘机头处加装了一套绝缘料杂质计数系统，可将进入电缆绝缘内的杂质大小和个数以及距电缆端头的位置和距离全部纪录下来，并作为交货电缆的档案资料提供给用户（该项技术已由西德SIKORA公司提供）。
⑶ 为防止绝缘偏芯、德国TROESTER公司提供了上下牵引同步旋转的交联生产线。以补偿因重力产生的偏芯，并防止绝缘扭伤；
⑷ NOKIA公司已向国内提供了可以生产220～500kV交联电缆的CCV悬链生产线。并保持很小的绝缘偏芯度；
⑸ 全国已有9条VCV立塔线生产的110kV交联电缆通过产品技术鉴定，其中已有4条线加了Relexation松驰装置，用以消除厚绝缘热应力；
⑹ 交联度和热延伸的在线显示装置 交联电缆经过交联管时，可随时自动显示交联度或热延伸，不必进行现场检测；
⑺ 在交联管内进行导体予热，予热温度可达160℃左右，交联热源可分别从导体和绝缘表面双向传入，降低了绝缘表面温度，提高了传热效率，并大大地降低了绝缘的热应力；
⑻ 北欧化工与日本UCC公司已可提供生产500kV电缆的超净绝缘料。
三、交联电缆近期应做的工作
1. 应制订较为严格的产品考核标准和试验要求
⑴ 制订较严格的各项试验标准
固态挤包力缆加工工序简单，任何一种电压等级的电缆绝缘，只要经过挤包、有时要交联，绝缘缆芯就加工完成了。可是对怎样简单的加工工序，要求却非常高。一些工艺控制、或对生产环境的控制和绝缘料纯净程度的选择稍有不当，就会在很大程度上影响产品质量，必须有较为严格的标准进行控制。可我国国标GB 12706-91制订时，是代表十年前的产品水平，现在IEC 60502-97国际标准公布已近两年，要赶快修订标准，由于国标修订要有一段时间，企业应先修订企业标准，现将线缆行业搜集到的世界各国交联电缆产品标准化情况列于表１中，供各电缆企业参考。企业可根据自身产品质量控制情况，制订相应的企业标准。 企标的水平是一个企业产品技术水平的标志，制订相应的企标是非常重要的。从表1可见：产品出厂的局部放电水平在原国标中为1.5Uo-20pC，而IEC 60502-97已经提高到1.73Uo-10pC了。实质上产品局部放电并不是最灵敏的方法，但目前还是唯一的方法。表2列出了日本早年[10]提出的绝缘中微孔尺寸和局部放电的关系数据，近年来日本电气协同又提出了微孔尺寸和局部放电的计算公式，经计算列于表3中。从表2中可见：原国标的试验指标可允许电缆绝缘中存在800μm的大气泡，是难以保证产品质量的，为此世界上一些发达国家已将局部放电的指标控制在2Uo-5pC水平。实际上如果一个企业重视产品质量，对中低压交联电缆的局放指标均可稳定在2Uo-3pC及以下，较多的场合下局放仅为1pC及以下。对于出厂时的电压试验标准，IEC 60502-97中规定为3.5 Uo-5分钟（对10kV等级电缆），及IEC 60840－98中规定为2.5Uo-30分钟（对35kV等级电缆）。这项指标已规定得比较高了，应参照执行。但不能对成盘电缆出厂时的电压试验指标规定得太高，否则将会影响电缆的使用寿命，应慎重考虑。对高压交联电缆也均可参照IEC 60840-98标准考核。
⑵ 交联电缆的竣工试验要求
交联电缆在进行直流耐压竣工试验时，往往会在较低电压下很快地击穿，其击穿机理还不完全清楚。最近日本有关杂志报导[10]工艺完善的交联电缆，对施加直流耐压影响不大。不管如何，在竣工试验时进行直流耐压是不确当的，这已为大家所共识。其理由为：直流电压的绝缘击穿机理和交流电压完全不同，在交流系统中绝缘最容易击穿的地点，直流往往不能击穿，反之亦然。同时直流电场分布和交流电场分布也完全不同，故在交流电网系统中进行直流竣工试验是不确当的。上海和广东中试所联合发表文章[11]，提倡在中低压交联电缆上进行交流耐压试验，按IEC 60502-97规定，试验电压为1.73Uo-5分钟。并推荐采用工频串联谐振变压器进行试验，其Ｑ值达到30及以上，即变压器容量可减小1/30, 并建议采用YDX-35/15串联谐振变压器（75kVA,15kV）为10kV电缆的工频试验设备。该设备重量仅88kg。对35kV电缆，可采用容量大一些变压器，设备容量也大不了多少。这一建议是可行的，也就没有必要采用0.1赫的超低频设备，因为该设备耗资巨大，且和上述击穿机理不完全样。对于110kV高压交联电缆，采用上述串联谐振装置就太庞大了，上述作者建议采用振荡波耐压试验方法。该方法是1990年国际大电网会议21-09工作组推荐的，如无上述装置，还是采用IEC 60840-98中建议的交流电压Uo下24小时试验较好。目前西门子公司正推出一种VFSR变频谐振试验装置，不久将可能在高压电缆竣工试验时得到应用。
表 1
标准名称
标称电压
U(kV)
例行试验（耐压、局放）项目＊ ＊＊
耐 压 试 验
局部放电试验
其 它
IEC 60502-97
6～30
3.5Uo-5min
1.73Uo-10pC
IEC 60840-97
35～150
2.5Uo-30min
1.5Uo-10pC
IEC WG 11-97
220～500
220kV:2.5Uo-30min
500kV:1.9Uo-120min
1.5Uo-10pC
日本JEC 208,209
11～77
～2.53Uo-10min
第一步，第三步：
～1.3Uo-10pC(11～33kV)
～1.3Uo-5pC(66～77kV)
第二步
～2.5Uo-30pC(11～77kV)
进行微孔、杂质和凸起检验
美国
AEIC CS 5-86
5～35
8.7/15kV:～4Uo-5min
21/35kV:～3.4Uo-5min
26/35kV:～3.2Uo-5min
1Uo,1.5Uo,2.5Uo,3Uo-5pC
4Uo-10pC
进行微孔、杂质和凸起检验
AEIC CS 7-93
69～138
3Uo-15min后加
2.5Uo-30min
1Uo,1.5Uo, 2Uo-5pC
2Uo-5pC
进行微孔、杂质和凸起检验
德国 DIN 57273-78
VDE 0273-78
10～30
2.5Uo-5min
2Uo-5pC
瑞士 SEV-3437-80
10～30
2.5Uo-20min
2Uo-5pC
英国 BS 6622-85
6.6～33
6.6kV:～2.9Uo-5min
11～33kV:～2.4Uo-5min
～1.5Uo-10pC
瑞典 SS 4241417
12～420
12～170kV:～2.5Uo-5min
420kV:～2Uo-5min
第一步：～2Uo-10pC
第二步：～1.3～1.4Uo-10pC
法国 HN 33-S-51
HN 33-S-52
63～90
～2.2Uo-60min
未见规定
中国 GB 12706-91
GB 11017-89
1～35
110
2.5Uo-5min
2.5Uo-30min
1.5Uo-20pC(6～10kV)
1.5Uo-10pC
110kV电缆型式试验中进行微孔杂质检验
＊Uo=U／ , 对国产电缆Uo=U/ ×1.33。 ＊＊为便于比较，将原采用压数值，均折算成Uo倍数，成～Uo。
表 ２
电缆规格
施加电压
1.2Uo kV
微孔尺寸
μm
放电量
pC
22kV 100mm2
33kV
66kV
77kV
16
24
48
56
260
200
100
84
0.85
0.34
0.046
0.029
22kV 100mm2
33kV
66kV
77kV
16
24
48
56
800
400
190
168
13.0
1.5
0.15
0.10
表 ３
电缆规格
微孔直径
外施电压(kV)下局部放电量pC
1.5Uo
1.73Uo
2Uo
2.5Uo
8.7/10kV
2400mm2
200
300
400
0.4
1.5
3.4
0.5
1.7
4.0
0.6
2.0
4.6
0.7
2.4
5.8
26/35kV
240mm2
200
300
400
0.4
1.2
2.9
0.4
1.4
3.3
0.5
1.6
3.8
0.6
2.0
4.7
2. 进行电缆可靠性研究和数理统计
早在七十年代就对交联电缆进行可靠性研究，并采用威布尔参数评定电缆的老化寿命指数N值，很多专家学者都在这方面取得了较为显著的成果。我国在90年代初，上海电缆研究所曾进行过上述研究工作[3]，因无企业支撑而停止，可靠性研究项目应包括下列内容：
⑴交联电缆的加速老化试验
在2Uo电压下进行上万小时的浸水耐压试验，不断地对各种产品结构作研究；
⑵电缆绝缘的微孔杂质试验
它还包括加速老化试验后电缆样品的水树、电树检测及研究；
⑶交联电缆的电压寿命试验
采用威布尔分布进行数理统计和寿命评定，并进行整根电缆的工频击穿试验，为综合评价电缆寿命提供数据；
⑷交联电缆的长期老化试验
又称予鉴定试验，为CIGRE WG21-03工作组推荐，在1.7Uo下至少试验180个加热冷却循环，电压试加时间为一年；
⑸高压电缆的冲击击穿试验
用以评定高压电缆的冲击击穿水平；
⑹对运行中电缆进行故障击穿统计
将统计结果进行计算机处理，并定期公布某企业电缆的累计击穿故障率，在国外一个企业如没有这项统计，电缆是卖不出去的；
⑺综合评定电缆的寿命指数N值
预计电缆寿命，并在企业样本上公布电缆寿命曲线，供用户参考。
上述试验在日本和欧洲各电缆厂不停地工作着，如日本的N值已提高到12,最近500kV电缆已达到N=15，并及时给用户通报。这些试验希望生产交联电缆企业自身做，或共同出资，由行业协会委托大学与研究机构从事我国交联电缆基本理论工作。没有这些基本理论研究，我国交联电缆很难有飞跃突破。
3. 积极开发交联电缆热机械应力研究
在未来十年内，我国500kV电缆及全套附件定会在电力网中投运，因此必须进交联绝缘的基础研究工作。日本500V交联电缆绝缘厚度原为32mm，后改为27mm，其研究品仅25mm。日本的六大公司都在进行研究工作，并由日本很多电力公司，高等院校和六大制造企业联合组织研究试验，并提出了试验研究报告，发表于“电气协同”中[10]。实质上交联绝缘有着优异的介电性能，已于前述，其固有击穿场强可高达800kV/mm，又称本征击穿场强，但500kV电缆的冲击逐击击穿场强仅为100kV/mm，工频逐级击穿场强仅为50kV/mm，其工频设计电场强度对500kV电缆而言约在15～16kV/mm之间，有着很大的厚度效应。文献[12]提出了下列公式：
E=A·t[1-n]
其中：t为绝缘厚度(mm)，n=0.87，A=60kV/mm(对绝缘厚为13mm模拟电缆)。
如t=25mm时，EAC=40kV/mm；t=35mm时, EAC=38kV/mm。
从上例可知绝缘厚度由t=25mm增加到t=35mm时，即厚度增加了40％，可设计场强的改善只有5％，对500kV电缆增加绝缘厚度并不是一个好的选择。早在十年前日本几个大公司就着手研究绝缘杂质和微孔对交联绝缘的影响，但杂质含量和颗粒大小已下降到50μm及以下，有些绝缘中杂质颗粒只10～20μm及以下，对薄绝缘模拟结构(2mm)电缆可将工频击穿场强提高到64～75kV/mm，但对厚绝缘就看不出杂质颗粒有多大影响。由于采用干法交联，交联电缆微孔尺寸可下降到5～10μm，FZCV和MDCV交联工艺的微孔尺寸已可下降到1μm及以下，但仍解决不了厚绝缘电缆在较低场强下的击穿问题。
在90年代中期，发现在交联绝缘中产生的热机械应力，可使绝缘在较低的电压下击穿，特别是厚绝缘电缆产生的热机械应力更大。在对500kV电缆的研究中看到，经过老化试验后的电缆，其绝缘击穿水平反而比老化前更好，这可用经老化后的电缆，可消除热应力来解释。研究和消除交联厚绝缘的热应力，已是当前最为时新的课题了，可从研究交联工艺和电缆的绝缘屏蔽结构来改善绝缘热机械应力。最近西安交大在研究绝缘介质中的空间电荷分布，以及不均匀介质和空间电荷形成的关系问题，绝缘中产生热应力后，形成应力开裂，就是一个不均匀的介质。同济大学推荐了一种空间电荷的检测方法，用空间电荷的集聚来研究绝缘应力开裂，该方法已在英国获得成功。在今后十年内，交联绝缘热应力问题一定会得到重视和较好地解决。提高厚绝缘电缆的击穿水平是今后交联绝缘能否向更高电压等级前进的关键问题。
4. 对电缆料的供应和改进建议
⑴要组织国产硅烷绝缘料的生产供应 硅烷交联电缆是PVC塑力缆的更新换代产品，据1998年在兰州召开的电缆料行业会议上对硅烷绝缘的需求进行预测，估计年需求硅烷绝缘料达1.6万吨／年。而国内能提供的数量约5000吨／年，绝大部分仍依赖进口。同时国产聚乙烯基料的分子量不很稳定，影响到硅烷绝缘料的产品质量。这给电缆料行业带来了参加市场竞争的机遇，希迎头赶上；
⑵要研究开发硅烷绝缘料的新品种 目前还有一些品种希待开发。如可剥绝缘屏蔽半导电料、1kV阻燃电缆绝缘料以及固化硅烷等新品种，这些新品种有着巨大的技术经济价值；
⑶对干法交联料还存在下列问题希待改进[13]
①绝基料供应点不统一、基料分子量变化大，造成绝缘料塑化不良，影响交联电缆的局放水平；
②绝缘基料包装不好，采用小包装使基料受到污染，建议采用大包装；
③国产交联料YJ-10无杂质控制指标；
④应采用低温抗氧系统，目前300#抗氧剂溶点高达150℃及以上，在挤塑时起不到抗氧化效果；
⑤对绝缘料的贮存时间和输送环境应有说明和规定；
⑥应提供交联料的交联反应速度等活性参数；
⑦应提供内外半导电料电阻率的指标，并提供超光滑半导电料。
⑷对其它电缆料的供应和改进
①希提供导体外的半导电扎紧带，并具有阻水功能；
②希提供90℃ PE护套料即IEC 60502-97中的ST7型PE护套料；
③希研究开发PE护套外的导电石墨涂层，要求导电性能好，并能和PE护套溶接；
④希提供阻燃剂含量高的橡胶为基的隔火带，以提高A类无卤阻燃电缆的隔火功能。
四、对开发1100kV特高电力电缆的展望
21世纪是一个科技飞速前进的时代，电脑将走进千家万户，电子信息高速公路将从欧美转向东南亚，全球将逐步实现经济一体化。有一些科技项目是可以自己开发的，但也不排除从国外引进的可能性。如美国的六大电缆公司已只剩1～2家了，完全退出了世界交联电缆的市场竞争行列，可日本的六大电缆公司，个个兴旺发达，交联电缆普及全世界，欧洲最长的一条420kV电缆线路就是由日本承包的。中国1100kV特高压输电线路是一项重大工程，但工程项目中的产品均有较多的世界各国的供货商，市场竞争剧烈。预期该项工程在21世纪30年代到来，并在我国西南地区出现[14]，因我国西南水利资源丰富，可开发的容量达250GW。而用电大户远在1500km以外的东南沿海地区，出现1100kV特高压输电是势在必行。但是否要用电缆引出，要多少电缆，都关系到研制开发该项产品的前景。可采用的电缆预计有下列几种：
⑴ PPLP纸绝缘充油电缆
如电站引出线的空间走廊狭小，需采用电缆引出时，在国内PPLP绝缘充油电缆是最容易实现的，如截面为2500mm2，可输送约3GW容量。PPLP绝缘的εxtgδ较小，不必采用冷却系统，为增加工频设计工作梯度到28～30kV/mm，其工作油压应提高到1.3～1.5Mpa。该产品的缺点是传输容量仍较小，为防止高油压下电缆漏油，其防火措施的工程造价甚至超过电缆本身。再者如果交联电缆的发展，在30年后使充油电缆逐渐淘汰，也就无法采用该项产品了。
⑵ GIC管道充气电缆
GIC的εxtgδ极小是最为理想的1100kV电缆。传输容量可在4GW及以上，采用可挠性结构的内导体铝管直径为279mm，外导体为铝管，其内径为711mm。用塑料骨架支撑，内充约4.5大气压的SF6气体，内外导体光洁度和气体的纯净度要求均非常高。产品的唯一缺点是电缆直径仍较大，在水电站较复杂的地形中安装敷设，有一定难度，该产品在国外已较成熟，在我国三峡工程中曾提出有可能采用时，日本古河公司已主动和中国联系，联合开发该项产品，在21世纪30年代中如需要这项产品，和国外联合开发是一条捷径，因中国对220～500kV GIC电缆从未开发过，又没有形成市场竞争的能力，且又不知道工程需求的数量。如果我国在今后20多年内对220～500kV GIC电缆大量生产，且具有一定市场份额后，才能在今后30年中提供1100kV GIC电缆产品。