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(来源:新材料研习社)

5月28日,中国电力科学研究院牵头研制的220千伏新型热塑性聚丙烯电缆系统在珠海通过全部型式试验。

新材料研习社了解到,这是国内首套采用完全自主绝缘和半导电屏蔽材料的该等级聚丙烯电缆系统,标志着我国高压热塑性环保电缆技术从110千伏跨越至220千伏。

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高压电缆的绝缘层长期被交联聚乙烯(XLPE)主导,但XLPE的生产需经交联和去气两道耗时工序,且废弃后无法回收。聚丙烯电缆被视为XLPE的最佳替代方案——无需交联和去气,生产周期缩短70%,生产能耗降低45%,单位长度二氧化碳当量减排约5吨/公里,废弃材料可100%回收再利用。相同截面下,聚丙烯电缆载流量比XLPE电缆提升10%-20%,导体长期允许工作温度达90-105℃,短路时最高可达250℃。

十年攻关:从35千伏到220千伏

中国电科院自2016年起联合全球能源互联网欧洲研究院,率先在国内布局热塑性聚丙烯电缆技术研究。十年间,团队先后攻克35千伏、110千伏聚丙烯电缆核心技术,形成了共混、共聚和接枝改性三条技术路线,并实现多个电压等级产品挂网试运行。2023年5月,"聚丙烯绝缘材料原位聚合与电力电缆制造关键技术"通过中国电力企业联合会鉴定,整体技术达到国际领先水平。

此次220千伏等级的突破,对绝缘耐压、洁净度、结晶均匀度及屏蔽层光滑度等核心指标要求更为苛刻。研发团队从原材料分子结构设计、配方配比优化到生产工艺改进进行全链条创新,最终实现聚丙烯材料工艺性能与电气性能的双向提升。

本次项目由中国电科院牵头统筹技术方案、材料研发及试验;中石油石化院负责聚丙烯基料改性研制;浙江万马供应绝缘、屏蔽原料,和东方电缆一同生产电缆;长园电力配套电缆附件,国网浙江电力负责后续工程落地测试。

国产电缆料:绝缘料与屏蔽料双线突破

截至2025年底,国内聚丙烯电缆专用料总产能已达31.2万吨,220千伏及以上超高压电缆用屏蔽料国产化率达58%。

聚丙烯绝缘料领域,中石化燕山石化、扬子石化两大基地合计产能5.2万吨/年,占国内高端绝缘料总产量的36.5%。浙江万马高分子是国内唯一能批量生产220千伏及以上超高压绝缘材料的企业,2025年9月超高压三期生产线正式投产,具备年产2万吨高压绝缘材料能力,达产后合计年产能将达6万吨/年,国内市场占有率已从2021年的约15%提升至约20%。值得注意的是,万马高分子还成功研发了高压海缆用绝缘料,填补了该领域国内空白。

半导电屏蔽料方面,江阴海江高分子材料有限公司产能4.5万吨/年,是国内最大的中高压电缆屏蔽料供应商,产品已进入亚洲、欧洲、澳洲等多个国际市场。2026年4月,海江高分子新增年产3000吨超高压电缆专用半导电屏蔽料扩建项目规划设计方案获批公示,同时承担了工信部2030重大专项"超高压电缆料用固相接枝聚丙烯成套技术开发"中的材料研发任务。上海凯波则通过纳米炭黑分散技术突破,使220千伏级屏蔽料剥离力波动控制在±10%以内,产品单价较进口低15%-18%。

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聚丙烯电缆从实验室走向规模化应用,核心材料的稳定供货和成本控制仍是关键。下一步,科研团队将持续攻关更高电压等级聚丙烯电缆技术,同时加速推进220千伏聚丙烯电缆在浙江落地工程应用,国产高压电缆材料的竞争焦点正从"能不能做"转向"能不能稳定便宜地做"。

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