直流交联聚乙烯电缆加速可再生能源的使用
开发者的“DNA”传承至今
珍藏已久的直流交联聚乙烯电缆
在国家或地区之间发送和接收电力的电力传输设备称为互连器。正在向“脱碳社会”迈进的国际社会的目标是，利用互联网络组成的国际和地区间电网，创造电力在大范围内交换的未来。与能源市场的这些发展相一致，住友电机已经获得了制造和安装直流交联聚乙烯电缆的互连项目合同。
直流输电电缆具有长距离、大容量输电的优点。直流交联聚乙烯电缆采用交联聚乙烯作为绝缘材料，与浸油绝缘电缆相比，对环境的影响较小。作为领跑者，住友电气成为世界上第一家实现导体温度比传统电缆高20°C的90°C正常运行，并实现电力传输电压极雷电竞app官方性反转的公司。这实现了大容量电力传输，从而开发出了一种创新的高压直流(HVDC)电缆，该电缆能够根据直流连接器的运行状态改变电压方向(即通过反转正极和负极的极性来改变电力发送方向)。
世界各地的电力公司都在等待这种电力传输电缆的开发。然而，即使在21世纪到来之后，也没有报道在20世纪60年代进入实际应用并广泛用于交流(AC)的交联聚乙烯电缆被开发用于直流(DC)。在这种背景下，住友电机2012年安装的海缆北海道-本州HVDC链路成为第一条使用交联聚乙烯电缆的HVDC输电线路。
住友电气是如何开发直流交联聚乙烯电缆的?让我们一起回顾这一发展历程，实现这一夙愿。
■电缆类型
| 绝缘类型 | 油浸绝缘 | 固体绝缘 | |
|---|---|---|---|
| 的电缆 | MI电缆 | 聚乙烯电缆 | |
| 结构 | 低粘度油加压成绝缘纸密封。 | 高粘度油浸渍在绝缘纸上密封。 | 在交联聚乙烯中混合了防止电荷积聚的添加剂。 |
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| 长途 | △ | ◎ | ◎ |
| 大容量 | ◎ | ○ | ◎ |
挑战精神一直延续至今
住友电气的历史可以追溯到1897年，当时住友铜轧制厂成立，以比石铜矿生产的铜为原料，生产和销售铜片、铜棒和铜线。1905年，炼油厂搬迁到濑户内海的一个无人居住的岛屿——新上岛。1922年，当时世界上最长的海底电缆(跨越21公里)在新滨和新上岛之间建成，实现了电力的稳定供应。无论花费多少时间，坚持不懈地致力于内部制造，被认为是住友电气的身份，以挑战精神为基础，这种精神从Shisakajima一直延续至今。住友电机一直领先于各种电力传输电缆的开发。
1954年，世界上第一条直流输电电缆在瑞典和哥特兰之间投入商业运营。从那时起，充油电缆(OF)和大量浸渍电缆(MI)都是由包裹和浸渍纸作为绝缘材料组成的，多年来一直被用作直流电力传输电缆。然而，随着世界各国对环境问题的认识日益提高，从环境保护的角度来看，对不构成漏油风险的绝缘电缆的需求越来越大。
直流交联聚乙烯电缆的研究始于20世纪70年代后期的日本。当时，将已经投入实际应用的交流交联聚乙烯电缆作为直流交联聚乙烯电缆进行了长期电气试验。然而，人们发现交流交联聚乙烯电缆不能用于直流，由于空间电荷的负面影响(稍后讨论)，积累在绝缘材料。在此基础上，住友电机应电力开发株式会社(“J-POWER”)的发展要求，于1984年推动了直流交联聚乙烯绝缘材料的基本研制。
注:住友电气于2001年将日立电缆株式会社与高压电力电缆事业部合并，成立了日本电力系统株式会社(“JPS”)，并于2014年将JPS设为全资子公司。2022年，它继承了JPS的电线和电缆制造相关业务。
列
基本的直流和交流知识
电流有直流和交流两种类型。直流和干电池一样，电流从正极向负极沿一个方向流动。在交流电中，电流像波一样在正极和负极之间来回流动。发电厂发的电以交流电的形式输送到家庭，因此家庭用电大部分是交流电。
为什么主要使用交流电?原因可以追溯到19世纪80年代后半期，当时托马斯·爱迪生和尼古拉·特斯拉都是发明家，他们在未来的电力系统应该使用直流电还是交流电的问题上发生了冲突。爱迪生在世界上首次为灯泡启动了直流电传输。但是，由于当时的技术无法实现电压转换的困难，以及电力传输所需的超粗铜线所产生的成本，他在远距离输电时遇到了问题。与此同时，特斯拉启动了交流电源传输。他充分利用交流电电压易变化的特点，通过高压输电、降压、接电等过程，实现了远距离输电，其规模远远大于爱迪生的电力系统。此外，交流比直流更适合于基础设施，因为设备更便宜，维护成本更低。因此，包括日本在内的世界上大部分电网都使用交流电。
如今，需要复杂控制的电子设备，如个人电脑和智能手机，都是通过AC适配器将交流电转换为直流电来操作的。逆变器用于空调和冰箱，也可以将交流转换为直流，实现复杂的控制和节能。直流与充电的兼容性很高，被认为适用于电动汽车和充电设备(即适用于可再生能源)。一个可能由爱迪生开创的新时代终于开始了。在下一代电力系统中，直流电源将发挥重要作用。