
目录
电力电缆现状
电力电缆的需求与日俱增。2024 年,全球电力电缆市场价值约为 1521.4 亿美元,预计将以 7% 的速度增长,到 2031 年将达到约 2443.1 亿美元。高压电缆市场在 2023 年达到 390 亿美元,预计到 2032 年将达到 610 亿美元。
2023 年,全球精炼铜消费量约为 2655 万公吨,创历史新高。全球生产的精炼铜约有 75% 用于导体,包括各种电缆和电线。
可再生能源行业大大提高了铜的需求量,可再生能源系统的平均用量是传统发电方法的四至六倍。例如,传统发电方式每装机兆瓦大约需要 1 吨铜。相比之下,可再生能源技术由于占地面积更大、布线需求更广,每兆瓦可能需要 4 至 6 吨铜。
早期起步(1812 - 1880 年)
电力电缆的历史始于 19 世纪初,与电气工程的兴起同步。
1812:绝缘导线的首次使用是在一位名叫席林的俄国人使用橡胶漆绝缘导线引爆矿石时。
1837:塞缪尔-莫尔斯发明了电报机,并由此开发出早期的电信电缆。
1844:在华盛顿特区和巴尔的摩之间安装了第一条架空电报线路。
1850:在多佛(英国)和加来(法国)之间铺设了第一条海底电报电缆,随后铺设了第一条跨大西洋电报电缆。
1879:托马斯-爱迪生发明了白炽灯泡,从而改进了配电方法。
1880:爱迪生推出了地下 "街道管道",利用黄麻包裹的铜条与沥青化合物绝缘,用于他的直流配电系统。
现代电力电缆的诞生(1881 - 1900 年)
随着电力的普及,对可靠电力传输的需求也在不断增长。
1882:爱迪生在纽约市珍珠街车站的配电网络使用了橡胶绝缘电缆。
1890:费兰提博士率先为伦敦电力供应公司使用高压绝缘导体。费伦提电缆以其多层叠层电介质绝缘而著称。
1891:第一条成功的高压交流输电线路在德国建成,证明了绝缘电缆在长距离输电中的有效性。
1901:M. Gorman 声称地下电力电缆可以 "防水 100 年",这反映了电缆设计和绝缘方面的早期创新。

电缆技术的进步(1901 - 1950)
20 世纪早期到中期,电缆技术在工业需求的推动下取得了长足的进步。
1917:倍耐力公司的埃马努埃利完善了液体浸渍纸绝缘电缆,提高了电缆的可靠性。
1933:IG Farben 在德国发现了一种天然橡胶替代品,用于改进绝缘材料。
1942:聚乙烯绝缘材料首次用于电缆,标志着向合成材料的关键性转变。
1955:乙丙橡胶(EPR)研制成功,与以前的材料相比,它具有更好的热稳定性和电气性能。
高压电和光纤时代(1950 - 2000 年)
随着电力需求的不断增长,工程师们致力于开发能够远距离传输电力的高压电缆。
1963:通用电气公司发明了交联聚乙烯 (XLPE) 绝缘材料,其卓越的热性能和电气性能彻底改变了电缆技术。
1967:XLPE 绝缘电缆开始在日本的中压应用中占据主导地位,超过了充液电缆设计。
1980s:在电力电缆中引入光纤技术,使数据传输与电力传输同时进行,为智能电网技术铺平了道路。
现代发展与未来趋势(2000 年至今)
电力电缆处于技术进步的前沿,旨在创造可持续能源解决方案。现代电力电缆的发展主要围绕可再生能源集成、智能电网和可持续发展计划。
2000:第一条带接头的 500 千伏长距离 XLPE 电缆在东京安装,为高压输电能力设定了新标准。
2002 - 2010:在世界各地实施了多个高压直流项目,包括±150 千伏的 Murraylink(澳大利亚)和±450 千伏的 NorNed(挪威至荷兰),提高了国家间的电力传输效率。
2022年:普睿司曼集团成功开发了525千伏高压直流挤压海底电缆系统,与之前的技术相比,输电能力翻了一番。
2025 年,生产的高压电缆中约有 50% 用于 500 千伏及以上电压等级。其次是 300 - 400 千伏,约占高压电缆总产量的 30%。

结论
电力电缆的历史反映了技术进步推动下不断创新以满足社会需求的历程。
从 19 世纪简陋的起点到今天我们所依赖的复杂系统,电力电缆在现代电力基础设施的发展过程中发挥了至关重要的作用。不断发展的技术有望进一步提高效率、可持续性和功能性。
这一时间表突出了电力电缆的重要性,强调了它们在支持全球能源需求方面的作用,同时也为可再生能源转型铺平了道路。
参考资料
CIGRE.Springer Handbook of Power Systems.Springer.
Orton, H.地下电力电缆的历史。Orton Consulting Engineers International.
Black,R.The History of Electric Wires and Cables.英国伦敦:Peter Peregrinus 有限公司,1983 年。
Uematsu, T. "Historical Review of Water Trees in XLPE Cables,"Furukawa Rev., no. 10, pp.
Precopio, F. "化学交联聚乙烯的发明",IEEE Electr.Insul.杂志》,第 15 卷,第 1 期,第 23-25 页,1999 年。
Zuidema, C., Kegerise, W., Fleming, R., Walker, M., and Boggs, S. "A Short History of Rubber Cables,"IEEE Electr.Insul.Mag.4, pp.
Taylor, W., Morrison, G., and Welch, D. "Evaluating Medium Voltage Cable Splices and Terminations," IEEE Industry Applications Society Annual Petroleum and Chemical Industry Conference Proceedings.
Cheenne A., Chatterjee S., "Cold Shrinkable Technology for Medium Voltage Cable Accessory," IEEE Transmission and Distribution Conference Proceedings.
Haverkamp W.B.、Lyons P.G.,"全球热缩接合概念的长期经验",电气和电子工程师学会输配电会议论文集。
Maruichi S.,"用于 500 kV XLPE 电缆的工厂膨胀冷缩接头的开发",EINA 杂志。
普睿司曼集团关于霍恩西 3 号海上风电场海底电缆项目的新闻稿。
附录:与电力电缆有关的历史照片
要获取与电力电缆历史相关的历史照片,以下是一些有价值的资源和具有重要图像的特定收藏:
1.Western Power Distribution (WPD) - Underground Cable Photo Album (1890-1940):
这部作品集展示了英国中低压电缆安装和维护的照片。
- 主要图片包括:
- 1915 年的电缆帮
- 布里斯托尔的电缆铺设作业(1898 年)
- 彭赞斯的高压连接(1912 年)
- 点击此处查看照片。
2.爱迪生街管样本:
"爱迪生街管 "电线管样本是托马斯-爱迪生设计并在澳大利亚安装的第一批地下电力电缆的样本。这些管道用于直流电供应,代表了电缆设计的早期创新。
-点击此处查看照片。
3.Ferranti 历史图片:
- Ferranti 是电力电缆开发领域的重要企业,其丰富的历史通过与电气工程进步相关的各种图片得以记录。
- 有关历史背景和图片,您可以参考维基百科或 Graces Guide 等平台上的专门页面。
4.康爱迪生公司二百周年纪念照片:
- 康爱迪生公司收集了展示其工作场所的历史照片,包括纽约市早期电力基础设施和电缆安装的图片。
-点击此处查看照片。