一、背景概述
近年來,全世界都高度關注全球變暖的問題,以歐洲為首的各國都在活躍地進行討論。例如,歐洲委員會將氣候變化對策作為優先考慮事項,提出了到2030年溫室效應氣體(GHG)排放的目標是比1990年減少55%。另外,2015年舉辦的COP21(第21屆聯合國氣候變化大會)通過了巴黎協定,日本也提出了「到2050年實現脫碳社會」。
電力電纜的市場,以海上風力發電和光伏發電為首,可再生能源事業的擴大和高度經濟成長期間建設的地下電纜老化更新的需求重疊且需求在不斷增加。目前,電力電纜的主流產品是將交聯聚乙烯(XLPE)用于絕緣體的XLPE電纜。由于XLPE是交聯的,耐熱性良好,但加熱也不顯示流動性,所以具有材料回收利用難的缺點。同時,在電纜加工時,需要與網眼結構相結合的交聯反應和使伴隨該反應的副生成氣體脫氣的干燥工序,制造長度越長,研制周期越長。鑒于這種狀況,推進了對環境友好,有助于生產率提高的非交聯絕緣電纜(照片1)的開發。

(一)良好的環保性能
由于絕緣體是非交聯的,所以可以對絕緣體進行再熔融和再成形,該絕緣材料可回收利用(如圖1所示)。同時,由于開發的非交聯材料與XLPE相比絕緣耐力高,因此,在技術上可以減小絕緣厚度。根據這個特長,近幾年標準化運動(IEC,JIS等)盛行,可抑制考慮環境和經濟性的最佳導體尺寸設計(ECSO)中的電纜粗徑化。
(二)高生產率
不需要制造時的交聯和干燥工序,可以縮短研制周期。并且可以降低制造時的用電量,與XLPE相比,GHG排放可以減少10~30%。
(三)高耐熱性和柔軟性
本產品根據住友公司創新的技術,在絕緣體上使用非交聯但具有高耐熱性和柔軟性的材料。可以期待:開發的非交聯材料勝過利用高耐熱性XLPE材料的高溫運用。已確認,在電纜的短路試驗(照片2、3)中,即使短路時的導體溫度上升到傳統的XLPE電纜標準的110%以上,非交聯絕緣體也不變形。
另外,已確認:常溫下的彈性模量與XLPE相同,而非交聯絕緣電力電纜的作業性和傳統的XLPE電纜一樣的良好(如圖2所示)。
三、展望
作為可再生能源事業支柱之一的海上風力發電,由于人為的輸出調整有限,因此通過使用對在更高溫下的運用抱有期待的非交聯絕緣電力電纜,可以考慮針對輸出變動的輸電線路運用條件的靈活化。通過與顧客的對話,追求非交聯絕緣電力電纜能夠做出貢獻的用途,包括更換傳統產品,希望提高非交聯絕緣電纜的認知度。(來源:中國線纜網) |