综述与前沿展望

辐照交联电线电缆技术发展与产业现状综述

/胡诚成，刘旌平，洪宁宁

【摘要】为系统梳理辐照交联电线电缆领域的技术进展与产业现状，分析该领域的产业格局、技术瓶颈及未来方向，文中综述了辐照交联技术的辐照源作用机制、电子加速器设备类型及国内外产业格局；归纳了聚乙烯、聚氯乙烯、氟塑料等典型基材的辐照交联行为与改性方式；对比分析了辐照交联与过氧化物交联、硅烷交联等工艺的优劣势；结合专利数据与市场统计，评估了技术研发热点、应用领域分布及行业竞争格局。研究发现，我国已建成完整的辐照交联电线电缆产业链，市场规模超过120亿元；辐照交联材料相关专利申请量占总申请量的96%，其中聚烯烃类为研发重点。辐照交联电线电缆在新能源汽车、光伏、轨道交通等领域已实现规模化应用，处于快速发展阶段，技术优势明显，市场前景广阔。未来需要在高端材料国产化、核心设备自主可控、工艺精度提升及新兴应用拓展等方面进一步突破，以满足新能源、航空航天等战略领域对高性能线缆的需求。

【关键词】辐照交联；电线电缆；工业加速器；高分子材料

产品研究与开发

紧压角与预扭节距对电缆线芯应力分布的影响

/陈治伯，张茜，周帆，狄标锋，吴小敏，王玉龙

【摘要】为控制分割导体在绞合-紧压成型中的残余应力，文中构建了包含预扭绞与绞合全过程的线芯力学分析模型，采用COMSOL软件模拟五分割2500mm²电缆线芯的应力分布，重点探究紧压角与预扭节距对应力及变形的影响规律。结果表明，紧压角通过调节轴向拉伸与径向挤压的平衡影响应力，而预扭节距则通过改变几何干涉与弯曲变形的竞争关系调控应力分布。当预扭节距为1300mm、紧压角为70°时，线芯最大形变位移和最大应力均达到极小值，分别为0.0623mm和4.85×107 N·m⁻²；该最大形变位移和最大应力较紧压角为68°时分别降低4.70%和9.68%；最大应力较预扭节距为1200mm时下降8.32%。该参数组合下，轴向拉伸与径向挤压达到最优平衡，几何干涉应力与弯曲变形应力相互协调，残余应力显著降低。此时，紧压角主导成型力学路径，预扭节距优化初始几何形态，两者协同作用可为高性能电缆导体的低应力精密制造提供理论依据与关键工艺窗口。

【关键词】分割导体；紧压角；预扭节距；应力分布

核电站用1E级K3类仪表电缆的研制

/张鹏飞，彭永领，朱崤，高国彪，叶明超

【摘要】为提升核电站用1E级K3类仪表电缆的性能，文中提出一种集成式抗干扰长寿命电缆结构。该电缆屏蔽层采用高导磁合金丝与芳纶丝复合缠绕，兼具电磁屏蔽与机械防护功能，绝缘与护套采用共挤分层梯度设计，以提升环境耐受性能。另外，该电缆内置光纤传感单元，可实现全线温度与振动的分布式实时监测。文中通过智能检测功能验证、电磁兼容性试验、机械性能测试、绝缘热老化寿命预测、护套长期耐久性试验及集成光纤传感单元长期可靠性试验，验证电缆结构的可靠性和可行性。结果表明，该电缆集成光纤传感单元的温度测量误差不超过±1.5 ℃，振动定位精度为±1m。在50Hz工频下，屏蔽效能达到26.4dB，拉伸承载力大于2200N；在温度为90℃的环境下，绝缘系统的预测寿命下限为68a，护套与光纤单元经加速热老化后的验证寿命均满足至少60a的要求。综上，文中的结构设计显著增强了电缆的电磁兼容性、机械强度、耐久性及智能化水平，适用于核电站高可靠性仪表与控制回路。

【关键词】核电站电缆；1E级K3类仪表电缆；电磁屏蔽；梯度结构；光纤传感； 寿命预测

±550kV高温交联聚乙烯绝缘直流海缆设计与验证

/范亚洲，严彦，李银格， 薛驰，高建，谢书鸿

【摘要】基于3GW直流海上风电项目，开展±550kV高温交联聚乙烯绝缘直流海缆设计及试验验证。首先，针对高温直流海缆用绝缘料开展空间电荷特性、高场直流电导率及直流击穿场强基础介电性能测试，验证该绝缘材料的可靠性，分析绝缘材料电导率与电场强度及运行温度的函数关系，以及电场强度与运行温度及绝缘厚度的特性曲线；随后，结合绝缘材料介电性能测试结果，进行海缆结构设计、除气过程研究、工厂接头工艺研究，在运行温度90℃的条件下计算传输容量和电场；最后，在90℃条件下，按照GB/T 31489.1—2015和CIGRE TB852:2021进行±550kV高温交联聚乙烯绝缘直流海缆的型式试验。结果表明，文中所研制的±550kV高压直流海缆在负荷循环过程中的导体温度达90℃，且在90℃运行温度下，绝缘长期工作电场强度及过电压水平均满足要求。

【关键词】±550kV直流海缆；介电性能测试；海缆设计；全性能型式试验

智能装备与制造

110kV XLPE绝缘电缆交联副产物脱气扩散特性与脱气时间

/何亚忠，陈聪，唐文川，孙振林，罗小琨，陈炳材，肖启昊，刘晓东，翟元辉

【摘要】为研究交联聚乙烯（cross-linked polyethylene，XLPE）绝缘电缆中交联副产物的浓度变化及其扩散特性，文中基于菲克第二定律建立了交联副产物浓度变化的数学模型，并在65℃条件下对110kV XLPE绝缘电缆进行135h脱气试验；另外，为验证脱气效果与XLPE绝缘材料介电性能的关系，对电缆样品进行模拟脱气试验和介电性能试验。结果表明，交联副产物浓度与脱气时间、脱气温度、扩散系数以及电缆沿径向的距离密切相关，65℃条件下对110kV XLPE绝缘电缆进行135h脱气试验，得到极性有机副产物和甲烷的扩散系数分别为4.21×10⁻¹¹、4.95×10⁻¹⁰ m2·s⁻¹；模拟脱气试验进行至96h时XLPE绝缘材料的介电常数与介质损耗角正切均满足标准要求，且此时交联副产物的质量分数最低，极性有机副产物的质量分数总和为0.216‰，约为脱气前的34%。根据模拟脱气试验中的副产物质量分数及扩散系数，可以估算110kV 800mm² XLPE绝缘电缆的脱气时间应不少于144h。

【关键词】110kV XLPE电缆；脱气；交联副产物；扩散系数；介电性能

基于正交试验法的高压电缆铝护套TIG焊工艺参数优化

/林波，陈翀，余复银

【摘要】针对高压电缆铝护套焊缝存在的焊接不良问题，分析高压电缆铝护套钨极惰性气体保护焊（tungsten inert gas welding，TIG焊）的工艺特点和关键参数，依据各参数对焊缝质量的影响显著性进行分级，选择焊接电流、焊接速率和氦气流量作为3个关键参数，采用正交试验法考察3参数3水平的影响规律，进行TIG焊工艺参数优化；利用正交试验法，结合极差分析，确定最优参数组合。试验结果表明，高压电缆铝护套TIG焊工艺参数优化后，铝带焊缝的平均抗拉强度提升至70.4MPa，且在保证焊缝强度的同时，未对绝缘层造成过度热影响，其焊接质量满足高压电缆对金属护套焊缝性能的要求；此外，还验证了正交试验法在焊接工艺参数优化中的有效性。

【关键词】高压电缆铝护套；钨极惰性气体保护焊；正交试验；参数优化  

基于工业无线局域网与漏波电缆的框绞机滑环通信故障改造

/罗晓冬，陈慧雄，赵文明，殷俊，王勇鹏，黄杰

【摘要】海底电缆生产的绞线工序中，框绞机上的可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）与旋转绞笼之间通过滑环实现控制信号传输。但是，滑环与碳刷之间存在磨损，长期运行后，滑环表面的涂层磨损会引发通信信号丢失等故障。文中采用西门子SCALANCE W系列工业无线通信模块结合环形布置的漏波电缆，构建工业无线局域网，替代原滑环通信方式。经监控，文中所搭建无线通信链路传输的信号强度维持在−35dBm至−55dBm之间，表明该方案可以实现控制信号通过工业无线通信技术在主控PLC与旋转绞笼之间稳定传输，能够提高设备可靠性和生产质量稳定性，具有显著的经济效益，可为其他旋转设备通信故障问题提供工程应用参考。

【关键词】框绞机；滑环；通信故障；工业无线通信；漏波电缆  

检测与试验技术

计及接触电阻的电缆接头热行为分析与试验研究

/陈炳材，梅晓彬，董远征，黄嘉盛，韩卓展，刘刚

【摘要】为提升电缆中间接头的仿真精度，文中提出一种计及接触电阻的电缆中间接头建模方法。该方法考虑了压紧处与非压紧处的接触电阻差异，通过构建几何圆环模拟压接管与电缆导体产生接触的区域，并基于电路模型对接触电阻圆环的材料的电导率进行反演计算。结果表明，在3020A的输入电流下，由仿真计算出电缆导体温度为90.9℃，压接管的表面温度为96.1℃，接头硅橡胶的表面温度为60.1℃。仿真模型与试验数据的最大误差出现在压接管外表面，最大误差为5.14%，验证了仿真模型的有效性，可为高压交联聚乙烯接头精细化热仿真及安全运行评估提供参考。

【关键词】交流电阻；有限元分析；电缆接头；接触电阻  

由输入阻抗拟合出特性阻抗的原理及结果分析

/王硕，霍崇暕

【摘要】针对传输线理论中拟合特性阻抗与开短路法测得的输入阻抗，文中阐明了两者的本质区别，即拟合特性阻抗是采用开短路法测得的输入阻抗分离出结构效应，并通过最小二乘法拟合出趋近于电缆特性的阻抗。分析拟合结果发现，特性阻抗拟合函数曲线的二阶导数呈非线性特征。结合传输线理论，导体损耗、介质损耗等与频率有关物理量可导致拟合曲线在低频区域斜率为负曲线快速下降，在高频区域曲线趋于水平并呈现真实特性阻抗的性质，实例验证结果与上述结论一致。研究结果可为特性阻抗的精确提取与模型理解提供理论参考。

【关键词】最小二乘法；曲线拟合；输入阻抗；特性阻抗

退火工艺参数对电缆导体导电率与柔韧性的影响

/彭旺全，荔建荣，彭旺根，单风娥

【摘要】退火是电缆导体生产中的核心热处理工艺，通过调控金属微观结构显著影响其导电率与柔韧性。文中以纯铜、铝合金及典型复合导体为研究对象，系统开展不同退火工艺条件下的试验研究，结合微观组织表征与宏观性能测试，分析退火温度、保温时间及冷却速率对导电率与柔韧性的影响规律。结果表明，退火过程中的回复、再结晶及晶粒长大阶段可有效消除位错与内应力，降低电子散射以提升导电率，并优化晶粒尺寸与织构以显著改善柔韧性。研究进一步提出导电率与柔韧性的协同优化策略，适用于新能源电缆、机器人电缆等，为高性能电缆导体的工艺设计提供理论依据与实践指导，对提升电缆在特高压输电、新能源等领域的适应性具有重要意义。

【关键词】电缆导体；退火工艺；导电率；柔韧性；微观结构；再结晶

工程应用与运维

大长度海缆穿管施工中的摩擦因数分析

/赵梓煜，赵哲昊，郭澔楠，沃方东，阙善庭

【摘要】针对大长度海缆定向钻穿管施工中摩擦因数动态不确定性与设备选型经济性不足的难题，文中基于OrcaFlex平台构建三维动力学模型，并结合某海上风电场工程案例，揭示大长度海缆抽拉力与摩擦因数的非线性关联机制；通过建立分段式钢管几何模型，量化轴向刚度、弯曲刚度及摩擦因数（0.30~0.50）对抽拉力的影响。结果表明，摩擦因数与海缆抽拉力呈非线性正相关；当摩擦因数由0.30增至0.50时，曲线段占比较高的第一段抽拉力增量高于第二段，这表明复杂弯曲路径对摩擦扰动更为敏感；第一段、第二段的工程实测数据分别为271.40、209.6 kN，与摩擦因数为0.30工况时的仿真预测值高度吻合；经工程验证，文中三维动力学模型预测的相对误差低于传统经验公式的偏差阈值，可为其他大长度海缆穿管施工提供精细化的解决方案，对降低工程成本与风险防控具有重要意义。

【关键词】海缆；穿管施工；牵引技术；管道防护；海洋工程

35kV电缆终端接头烧损故障原因分析

/陈啸，李世杰，王理想，黄晓光，贺友杰，孙庆峰

【摘要】针对某35kV电缆终端接头烧损故障展开分析，研究了安装过程中选型、加工不当对端子排综合性能的影响。通过宏观检查、尺寸测量、化学成分分析及电镜扫描等技术手段，结合材料、结构和施工工艺等因素，多角度研究了故障成因。结果表明，对比正常相，故障相的电缆终端端子排厚度偏薄且安装孔孔径偏大；采用热浸镀锌高强螺栓紧固时易导致接头端子发生形变，在端子排间形成间隙，使接触电阻增大并引发过热现象，同时间隙的存在会使端子排间产生悬浮电位，加速电气故障。研究可为类似电缆终端接头故障的排查和解决提供参考。

【关键词】电缆终端；端子接头；加工不当；材料形变；悬浮电位