交联聚乙烯

可控交联聚乙烯技术聚焦大型运输包装、现代智慧物流、先进海洋装备、国民应急救援等重要战略性需求，基于煤化工产业绿色低碳转型需要而开发，利用时间分割原理提出了聚合物滚塑成型中的熔体粘度可控理论，解决了聚合物熔融加工和高交联度的技术矛盾，避免了过早交联造成的制品缺陷，和交联程度不够造成的性能不足。开发了多种功能型滚塑级交联聚乙烯材料，兼具热固性聚合物的优异使用性能和热塑性聚合物的优良加工性，经神华（北京）新材料科技有限公司孵化应用，在工程机械配件、危化品储运装备、海洋娱乐装备、应急救援装备四大应用领域、五十余家客户成熟应用，公司经营销售业绩逐年提高，截止2021年底，总销售订单1.08亿元，产品实现了出口创收。

电线电缆行业是我国经济建设重要的配套产业，交联聚乙烯绝缘料是电力电缆最重要的电工材料，经挤出成型后通过交联反应成为电缆主绝缘。然而，我国110kV及以上电缆绝缘料长期依赖进口，容易对我国城市输电安全构成威胁。本产品突破国产220kV电缆绝缘料复配改性及规模化生产关键技术，入选国家能源局2021年度能源领域首台（套）重大技术装备。经鉴定，产品综合性能达到国际先进水平。五批次基于自主可控绝缘料的220kV电缆样品均通过型式试验，并圆满完成基于自主可控绝缘料的220kV电缆系统预鉴定试验。南方电网公司先后在深圳、贵阳、东莞投运三项220kV电缆示范工程（总长度达17.2km），为国内高压电缆生产制造、电网建设与运行、产业链供应链体系安全提供坚强保障。

电缆载流量是指一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量。其本质是在热稳定条件下，电缆导体的绝缘介质达到长期允许工作温度时的电流，称为该电缆的载流量。目前配网电缆普遍采用交联聚乙烯作为绝缘介质，其耐受温度为90℃，故在目前配网条件下，电缆线芯温度为90℃时，电缆的载通电流即为该电缆的载流量。 载流量是判断线路“是否重过载”的重要依据，直接影响电力调度、负荷调整、基建建设等。但由于现场工况、敷设方式复杂，10kV电缆载流量的计算值与实际运行情况存在较大差异。目前，确定10kV电缆载流量较为通用的方法为系数法，即利用基准载流量乘以与电缆线芯材质、土壤热阻系数、埋深、敷设方式及地温等相关的修正系数得到特定条件下电缆的载流量。但由于运行条件的差异，所使用的系数及取值方式与实际情况有一定差距。 10kV电缆载流量不准确的问题，对于电缆线路的安全运行和充分发挥电缆输送能力有深远的影响，导致部分解决重过载线路的项目重复投资。在管廊资源日益紧张、施工难度不断加大的今天，造成巨大的资金、资源的浪费！故急需一套科学的10kV电缆载流量核准方法，直达载流量的本质，直接监测、计算电缆的线芯温度，在有效保证10kV电缆安全运行的+前提下，有效提高资产利用率。

讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性，首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同；然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能，发现3种材料性能相当且均满足应用于500 kV电缆绝缘的要求；最后结合基料的分子链结构特性，认为在基料中引入更多的端基双键以提升交联效率，可能是后续国产绝缘材料提升的方向之一。

电力电缆逐渐成为城市配网电力输送的主要方式。我国从上世纪七十年代开始规模化使用交联聚乙烯（XLPE）电缆，目前配电电缆数量较大、运行条件复杂、应用年限较长，老化问题目益凸显。根据北京公司2009-2014年对各电压等级电缆的故障率的统计数据，中低压电缆的故障率最高，其中以10kV电缆的故障对系统运行影响最为频繁。除去用户侧设备失效和外力破坏等非维护性故障，进水受潮、绝缘老化等绝缘缺陷是引发电缆线路故障的主要原因。 配电电缆绝缘状态评估技术研究主要面临如下几个问题：缺乏关键评估指标用以定量评估配电电缆的绝缘状态。现场检测缺乏相关的成套设备，也缺乏明确的现场操作方案、流程，无法实现标准化应用。缺乏配电电缆带电情况下的快速绝缘状态检测评估方法和系统。 为此项目组瞄准一线生产实际需求，针对上述难题开展研究工作，在“电力电缆老化程度量化评估成套检测设备”和“便携式谱波法电力电缆带电检测系统”研发和应用方面进行突破，实现提升配电网供电可靠性和提高配电电缆运维经济性的应用目标。

随着城镇化进程和电网的飞速发展，城市核心区架空线逐步落地，电力电缆用量持续保持10%以上的年均增速，交联聚乙烯绝缘电缆(以下简称交联电缆)大量应用，据统计，国内110kV 及以上交联电缆年安装量已突破2000km,新安装电缆接头超过50000相/年。交联电缆接头的性能是决定电缆线路可靠运行的关键因素，其安装质量至关重要。 在交联电缆接头过程中，“绝缘 处理”是最费时费力且对接头工人技能水平、体能和耐心要求都非常高的关键工序，工艺中要将电缆按工艺尺寸削去外半导电层，并在断口处制作均匀过渡的斜坡，经不同牌号的砂皮依次表面打磨，最终按工艺要求确保表面光滑、尺寸精准，经验收通过后方可进行下道工序。 纵观国内外交联电缆接头过程，“ 绝缘处理”工序都依靠手工切削和打磨，时间长、精度难以控制，产生大量塑料粉尘，高度依赖接头工人技能水平和体能，狭小空间施工会有更大难度。据测算，按传统工艺，每相交联电缆的“绝缘处理”工序平均需要1名接头工人8h时间。 本成果研发移动式电缆绝缘处理智能数控机床，以自动化方式完成交联电缆接头“绝缘处理”工序,时间短、加工精度高、无粉尘，确保交联电缆接头质量。

架空输电线路

首都核心区交纸中间接头仅占中间接头总量1.2%，但运行击穿故障占比已超过50%，压降交纸中间接头故障率是首都核心区等无法全线更换老旧油纸电缆的区域亟需解决的问题。 通过接头制作工艺和电缆运行环境分析明确交纸中间接头故障典型原因，并通过资料完善、解体分析、工艺监督等3方面管理提升手段和工艺标准化、工艺提升、附件材料分析等3方面技术提升手段全面加强交纸中间接头管控，并形成良好成效。

非交联环保型电缆符合“双碳”背景下新型电力系统低碳环保节能和绿色运行要求，是电缆行业的重要技术方向，目前主要有聚丙烯、聚乙烯两种绝缘类型。目前有多种改性技术路线对聚丙烯材料机械性能、电气性能进行调控，聚丙烯绝缘电缆具备低生产能耗、高运行温度、大输送容量、可回收利用等特性，已从中压到高压逐步实现电缆研发及应用。改性非交联聚乙烯继承了聚乙烯基材料加工、力学特性，同时可提升聚乙烯材料耐高温性能及电气性能，也是非交联环保电缆重要技术路线，目前已成功研制10kV、35kV非交联聚乙烯基环保电缆，为更高电压等级电缆研发和工程应用奠定了基础。