淺析海底電力電纜需求增長的三大因素

根據(jù)Technavio發(fā)布的海底電力電纜市場研究報告稱，2016-2020年，海底電力電纜市場需求年復(fù)合增率約為5.89%。其中，原材料價格波動、高壓直流電纜需求增加以及研發(fā)投入加大是促進(jìn)海底電力電纜需求穩(wěn)定增加的三大新興趨勢。

　　到2020年，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是海底電力電纜zuì主要的終端應(yīng)用市場。能源企業(yè)加大對海底電力電纜的投入與建設(shè)是為了進(jìn)一步提高輸電有效性，zuì終保障陸地電力供應(yīng)。

　　與此同時，對可再生能源電力投資加大，包括潮汐能、波浪能、海上風(fēng)電將持續(xù)促進(jìn)該市場需求增長。

　　原材料價格波動

　　用于生產(chǎn)電力電纜的主要原材料是鋁材和銅材。電纜本身就是料重工輕的行業(yè)，所以原材料價格波動對電纜制造商的影響非常直接。截止2015年12月，原材料價格成本占海底電力電纜生產(chǎn)成本的近85%。

　　其中，銅材和鋁材的成本則占生產(chǎn)總成本的50%左右。因此，銅鋁和其他必要原材料價格波動，再加之燃料和能源成本價格波動對電纜制造商銷售成本和收入都產(chǎn)生了非常大的影響。為此，電纜制造商試圖通過成品協(xié)商價格變化來減少金屬價格波動帶來的影響。

　　報告中認(rèn)為，通過提高成品售價可以實現(xiàn)毛利潤率增加的目的，以減少原材料價格成本波動的風(fēng)險，但前提是成品市場供不應(yīng)求。

　　高壓直流電纜銷售增加

ZR-DJYPV電纜　　高壓直流地下電纜是長距離高壓電力輸送的一個可行選擇。歐洲委員會已經(jīng)篩選出43個主要能源項目來打造跨境基礎(chǔ)設(shè)施，以實現(xiàn)單一能源市場，提高區(qū)域能源ān全。在這些項目中都需要大量的電力從歐洲一個國家輸送至另一個國家。因此，到2020年，歐洲市場將成為高壓直流電纜的主要需求市場。

　　此外，質(zhì)量輕、低損耗等特點也使得高壓直流電纜成為比交流電纜更具優(yōu)勢的選擇，尤其是在海底輸電市場。

　　研發(fā)投入加大

　　報告中認(rèn)為，研發(fā)投入增加是促進(jìn)未來海底電力電纜市場需求穩(wěn)定增長一大原因。海上風(fēng)電市場的迅猛增長為研發(fā)創(chuàng)造了更多機(jī)會。不同替代性能源資源需要不同類型的電力電纜來實現(xiàn)電力的穩(wěn)定輸送。

　　因此，電纜制造商們將不斷加大對新電纜技術(shù)的投入，實現(xiàn)耿長距離、更低損耗的高壓電力輸送。

　　不僅如此，由于產(chǎn)品同質(zhì)化競爭嚴(yán)重，電纜制造商不斷加大新產(chǎn)品研發(fā)，以使企業(yè)保持競爭力。

　　報告中還指出，未來海底電力電纜的發(fā)展趨勢(包括高壓/特高壓電纜)：

　　·　濕式設(shè)計向干式絕緣轉(zhuǎn)變，有利于電纜外圍環(huán)境條件;

　　·　低電應(yīng)力向高應(yīng)力轉(zhuǎn)變;

　　·　大直徑尺寸向小直徑轉(zhuǎn)變;

　　·　電纜質(zhì)量更輕;

　　·　短程向長距離目的地配送。

核級電纜的種類和性能分析

核級電纜，種類、數(shù)量繁多。據(jù)估算，一座百萬千瓦級的核電機(jī)組，所需各類電纜，型號有100余種，總長近200萬米，價值約1億元左右。如果按用途劃分，有電力電纜，控制電纜，測量電纜，通信電纜，防火電纜(硅絕緣電纜)等五大類。它們不僅應(yīng)具有普通電纜的一般特性，還要具有低煙、無鹵、阻燃等特性，并要具有特定的耐環(huán)境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國內(nèi)盡管有專門研發(fā)和生產(chǎn)核級電纜的電纜企業(yè)，但是真正能夠生產(chǎn)出yōu秀的核級電纜的企業(yè)還在少數(shù)。

核級電纜特殊性能的要求，使得核級電纜與一般工業(yè)用電纜相比，zuì大的不同在于核電站用電纜材料的性能要求低煙無鹵阻燃性普通的低壓阻燃電纜一般以PVC等含氯聚合物作絕緣和護(hù)套。

核級電纜的絕緣和護(hù)套材料，必須采用低煙、無dú、無腐蝕性的的無鹵阻燃電纜料，如熱塑阻燃無鹵素或交聯(lián)阻燃無鹵素材料，才能滿足特殊的核ān全要求。無鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時，燃燒釋放的煙霧量很低，不帶毒性及腐蝕性，其阻燃成分可有效發(fā)揮阻燃作用，不會使電纜成為火焰蔓延的通道。

無鹵電纜采用不含鹵素的聚合物作為基料，在燃燒時不會產(chǎn)生酸性氣體，因而其毒性及腐蝕性大大低于普通PVC電纜。

阻燃性無鹵阻燃電纜的阻燃機(jī)理

在不含鹵素的聚合物中加人大量的*或*等填充劑，它們在電纜燃燒時釋放結(jié)晶水，吸收大量熱量，從而抑制聚合物溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。另外，脫水分解產(chǎn)生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚合物的阻燃性，通常用氧指數(shù)法來評定，它表示試樣在氧氣和氮氣的混合物中燃燒時所需要的zuì低含氧量，指數(shù)越大，表示可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(OI)至少為28才具有不燃特性。

耐火特性

當(dāng)人們要求電纜線路在發(fā)生火災(zāi)時能繼續(xù)發(fā)揮作用，并且當(dāng)電纜由于使用上的需要架設(shè)在高危區(qū)域的線路上時，電纜必須具備耐火性能。一旦遇上火警，此種耐火電纜仍能在一定時間內(nèi)繼續(xù)ān全運行，為人員及設(shè)備的搶救提供電能。核電纜的耐火性能按使用要求不同，分一般耐火性能要求和特殊耐火性能要求。特殊耐火性能要求為：在對電纜撞擊條件下進(jìn)行1000% ，5min燃燒試驗，火焰熄滅后繼續(xù)撞擊5min，同時用規(guī)定壓力的高壓水沖電纜，要求在整個試驗過程中電纜能保持繼續(xù)通電。

美國1974年制訂IEEE383電纜標(biāo)準(zhǔn)后，年發(fā)生核電廠電纜著火延燃事故，促使人們重視難燃性試驗標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性問題。對于核島用電纜成品，達(dá)到無鹵/低煙/阻燃，即要求電纜成品能通過IEC332-3成束燃燒試驗，燃燒煙濃度達(dá)到IEC1034-2的技術(shù)要求，燃燒腐蝕性氣體達(dá)到IEC754-2規(guī)定的*值的要求，絕緣線芯通過IPCEAS-19-81規(guī)定的單根垂直燃燒試驗。ZR-DJYPV電纜

耐環(huán)境性

核級電纜用材料必須具有核電站固有工作環(huán)境所要求的耐環(huán)境性，即耐熱性、耐輻照性、耐LOCA性。

耐熱性

由于核級電纜常在高溫環(huán)境下工作，因此需要它們具有*耐熱使用性能，要選用耐熱性滿足要求的聚合物，并可讓電纜具有四十年以上的使用壽命。

耐輻照性

緩和環(huán)境，嚴(yán)酷環(huán)境核級電纜受到大量射線時，會使絕緣和護(hù)套材料變脆，機(jī)械性能變差。因此，作為核電站電纜用的絕緣和護(hù)套材料，必須具有優(yōu)良的耐輻照性。

各種不同的高聚物，其耐輻照性能不同。人們通常在高聚物里添加抗輻照劑，改進(jìn)其耐輻照性能。有關(guān)電纜的耐L0CA性，不同核電站的要求也不相同。

綜上所述，核級電纜除要具有普通電纜所具有的性能之外，還要具有無鹵、低煙、阻燃的特性，并滿足根據(jù)其在敷設(shè)區(qū)域的正常和事故環(huán)境下完成ān全功能所必需的性能要求，也就是須滿足耐地震、耐正常和事故工況的--射線照射、耐LOCA/HELB事故工況的環(huán)境、工作溫度下具有電站設(shè)計壽期內(nèi)的使用壽命等需求。

另外，核級電纜的使用壽命，原來的設(shè)計指標(biāo)是40年以上，下一代核電站要求達(dá)到60年，因此，原來的設(shè)計是否能滿足使用要求，尚有待于進(jìn)一步的實驗驗證。如何延長電纜的使用壽命，已成為重要的研究課題。

低煙無鹵阻燃核電纜，是一種性能水平高、制造難度大的特種電纜，即使是進(jìn)口產(chǎn)品，在應(yīng)用過程中也暴露出了不少問題，有的甚至是很嚴(yán)重的問題。如何處理解決好這些問題是不能回避的。是否可以考慮采用低煙低鹵阻燃材料來生產(chǎn)核電站的特種電纜，這是電纜行業(yè)工作者可以探討的一個想法。這樣做，可以降低電纜材料的配方設(shè)計難度，可以使生產(chǎn)工藝較易實現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量會更可靠，在實際應(yīng)用上也會更ān全。

核級電纜是性能水平高、制造技術(shù)難度大的電纜品種，目前生產(chǎn)技術(shù)上并未*成熟，有待于更深入的探討研究。