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表 近十年國(guó)內(nèi)主要海底電纜工程情況

由上表可以看出，國(guó)內(nèi)海底電纜起步較晚，早期較大規(guī)模的海底電纜主要使用國(guó)外的充油海底電纜。

2009年投運(yùn)的海南聯(lián)網(wǎng)Ⅰ工程采用的是500kV交流充油海底電纜，長(zhǎng)度為31km，輸送容量為600MW，為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)度最長(zhǎng)、容量最大、電壓等級(jí)最高的海底電纜工程，也是世界上同類(lèi)型的第二個(gè)工程，2019年擴(kuò)建投運(yùn)的海南聯(lián)網(wǎng)Ⅱ工程，電纜類(lèi)型和參數(shù)與海南聯(lián)網(wǎng)Ⅰ工程保持一致。2011年廈門(mén)春圍Ⅱ采用的是220kV交流充油海底電纜，長(zhǎng)度為3.75km，輸送容量為600MW。

由于國(guó)內(nèi)油紙絕緣電纜市場(chǎng)逐漸萎縮，上述3項(xiàng)工程是近十年以來(lái)國(guó)內(nèi)僅有的繞包絕緣海底電纜工程，且電纜均為國(guó)外供應(yīng)商提供。

國(guó)內(nèi)電纜制造商主要以XLPE海底電纜為主，近十年來(lái)取得了跨越式發(fā)展，逐漸趕超世界水平。

2011年投運(yùn)的舟山本島-秀山-岱山聯(lián)網(wǎng)工程采用的是交流220kV的XLPE海底電纜，最長(zhǎng)段海底電纜長(zhǎng)度為6.9km，這是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的首條220kV XLPE海底電纜。為了驗(yàn)證該電纜的可靠性，投運(yùn)初期電壓降至110kV運(yùn)行，后期升壓至220kV。

2013年南澳三端柔直投運(yùn)，工程采用的是XLPE直流海底電纜，電壓等級(jí)為±160kV，電纜單根長(zhǎng)度為10.6km，輸送容量為200MW；2014年舟山五端柔直投運(yùn)，工程同樣采用的是XLPE直流海底電纜，電壓等級(jí)為±200kV，電纜單根長(zhǎng)度為51km，輸送容量為400MW。

值得一提的是，2015年投運(yùn)的廈門(mén)±320kV多端柔直工程采用的直流電纜雖然不是海底電纜，但是與南澳柔直、舟山柔直一起實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)XLPE電纜技術(shù)發(fā)展的三級(jí)跳，為后期國(guó)內(nèi)海底電纜快速發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

2017年首條國(guó)產(chǎn)三芯220kV海底電纜在江蘇響水海上風(fēng)電場(chǎng)送出工程得以應(yīng)用，電纜長(zhǎng)度為10km，輸送容量為202MW；2018年舟山-寧波聯(lián)網(wǎng)采用國(guó)產(chǎn)的500kV交流XLPE海底電纜，這也是世界上首條500kV XLPE海底電纜，電纜長(zhǎng)度為18km，輸送容量為1100MW；2021年投運(yùn)的江蘇如東海上風(fēng)電柔直送出工程則是采用了±400kV海底電纜，這也是國(guó)內(nèi)首條400kV直流XLPE海底電纜，長(zhǎng)度為99km，輸送容量為1100MW。

海上風(fēng)電的建設(shè)推動(dòng)國(guó)內(nèi)海底電纜產(chǎn)業(yè)向世界最高水平高速發(fā)展，目前，正在建設(shè)的青洲一、二海上風(fēng)電送出工程計(jì)劃采用三芯交流500kV XLPE海底電纜，長(zhǎng)度為55km，輸送容量為1000MW，海底電纜已于近期通過(guò)了技術(shù)鑒定；建設(shè)中的青洲五、七海上風(fēng)電送出工程則是計(jì)劃采用±500kV XLPE海底電纜，長(zhǎng)度為92.5km，輸送容量高達(dá)2000MW。

XLPE海底電纜在國(guó)內(nèi)雖然起步較晚，但是發(fā)展迅猛，已經(jīng)趕上甚至超越了國(guó)外海底電纜生產(chǎn)水平。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)具備海底電纜大長(zhǎng)度連續(xù)生產(chǎn)能力，生產(chǎn)的無(wú)中間接頭三芯220kV XLPE海底電纜在2018年投運(yùn)于大連莊河海上風(fēng)電項(xiàng)目，海纜長(zhǎng)度為26.9km；無(wú)中間接頭單芯220kV海纜用于江蘇大豐海上風(fēng)電項(xiàng)目，已在2017年投運(yùn)，長(zhǎng)度為30.2km；無(wú)中間接頭單芯500kV海底電纜則在2018年投運(yùn)于舟山聯(lián)網(wǎng)工程，長(zhǎng)度為18km。

當(dāng)前，中國(guó)已經(jīng)具備制造500kV電壓等級(jí)XLPE高壓交流、直流海底電纜的能力，但是長(zhǎng)期以來(lái)生產(chǎn)高壓海底電纜最重要的原材料——絕緣料與屏蔽料仍然依賴進(jìn)口，無(wú)論是交流高壓海纜還是直流高壓海纜，國(guó)際市場(chǎng)上僅有北歐化工和美國(guó)陶氏化學(xué)公司有能力提供。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)逐漸意識(shí)到海底電纜絕緣料“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院與浙江萬(wàn)馬高分子材料集團(tuán)有限公司、青島漢纜股份有限公司等公司聯(lián)合攻關(guān)，已研制出220kV國(guó)產(chǎn)電纜絕緣料，并在示范工程中應(yīng)用，這是國(guó)產(chǎn)電纜絕緣料取得的較大進(jìn)步，后期有望在正式工程中進(jìn)行應(yīng)用，并推廣至海底電纜工程。

與此同時(shí)，中國(guó)電科院對(duì)220kV國(guó)產(chǎn)交流電纜XLPE絕緣料與國(guó)外的電纜絕緣料在工頻擊穿特性、熔融指數(shù)和結(jié)晶性能、力學(xué)性能、微觀形貌和交聯(lián)度等方面進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，國(guó)產(chǎn)交流電纜XLPE絕緣料部分參數(shù)優(yōu)于進(jìn)口料，但是擊穿場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)定性、介電損耗等與進(jìn)口料仍有一定差距，后期國(guó)產(chǎn)絕緣料可重點(diǎn)從分子鏈結(jié)構(gòu)和復(fù)配體系角度研究如何提升絕緣料生產(chǎn)穩(wěn)定性及電纜絕緣內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)均勻性。

目前，針對(duì)XLPE海底電纜運(yùn)行溫度低、直流運(yùn)行易產(chǎn)生空間電荷聚集等問(wèn)題，國(guó)外已研制出熱塑性聚丙烯材料，其耐熱溫度較XLPE絕緣料提高了20℃，不僅電氣性能優(yōu)異，而且無(wú)需交聯(lián)及脫氣等流程，一方面可降低生產(chǎn)成本，另一方面不會(huì)使材料產(chǎn)生不可逆變化，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，2016年9月意大利宣布研制成功±600kV熱塑性聚丙烯絕緣海底電纜。

海底電纜內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽層位于導(dǎo)體和絕緣層之間，主要起均勻電場(chǎng)以及減小導(dǎo)體線芯與絕緣層交界處間隙的作用。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)電屏蔽料同樣被國(guó)外壟斷，雖然國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展了較多的研究，在原料配比、新型導(dǎo)電材料等方面取得了較大的進(jìn)展，尤其在110kV及以上直流電纜絕緣料和半導(dǎo)電屏蔽料研發(fā)取得了較大突破，但市場(chǎng)應(yīng)用較少，仍然依賴國(guó)外進(jìn)口。

另外，值得一提的是，2022年6月浙江臺(tái)州柔性低頻輸電示范工程投運(yùn)，該項(xiàng)目通過(guò)35kV海底電纜將海上清潔能源降頻直送。研究表明，XLPE電纜在低頻工況時(shí)不會(huì)產(chǎn)生空間電荷聚集現(xiàn)象，能夠提升線路容量并降低損耗，且較工頻輸電有更高的電壓穩(wěn)定性和魯棒性。因此，普遍認(rèn)為常規(guī)XLPE海底電纜線路可直接用于低頻輸電，無(wú)須新建。XLPE海底電纜的上述特性，為海上風(fēng)電海底電纜送出提供了另一種思路。