国内聚丙烯绝缘电力电缆及材料标准规范概述

电力电缆通常敷设于地下，以避免恶劣环境和自然灾害的影响。环保型大容量聚丙烯绝缘电力电缆在保障能源有效输送的同时，也提升了电工装备的环境友好性，更符合我国“双碳”目标的需求。聚丙烯（polypropylene，PP）材料作为五大通用塑料之一，具有工作温度高、电气绝缘性强及天然抗水树性等优势，其本征热塑性和易加工性在电缆制造过程中可降低碳排放且提高生产效率，在电缆使用到期后还可实现回收再利用，有望成为新一代环保型电力电缆绝缘的主要材料。

目前，国外聚丙烯绝缘电力电缆的发展处于起步阶段，意大利、韩国、日本和瑞士等国家的研发机构均成功研制出中压至高压的聚丙烯电缆，并实现了工程应用。其中，意大利普睿司曼公司（Prysmian）自2003年开始研究聚丙烯电缆关键技术，至2020年已在工程中应用超过5万千米的中压聚丙烯电缆，相较于传统交联聚乙烯电缆，碳排放降低了约39%。我国聚丙烯电缆的研发始于2014年，目前正处于稳步前进的追赶阶段，清华大学、上海交通大学、天津大学、哈尔滨理工大学、西安交通大学等高校和研发机构进行了基础理论攻关。随后，中国电科院、南网科研院、国网辽宁电科院、南网广东电科院等电网科研机构联合各高校与企业开展了材料性能调控与工程应用研究；中石化、中广核、万马高分子、海江高分子等材料供给与改性企业同步进行了材料批量制备工艺研究；上缆所、武高所等电缆研发检测机构开展了试验项目及标准化的制定工作。未来，聚丙烯绝缘电力电缆将朝着交/直流电网不同应用场景、更高电压等级和更大输送容量的方向发展。

聚丙烯材料因其高硬度和脆性等特性，需要经过增韧改性才能满足电力电缆的使用需求。目前，增韧改性方法主要分为共混和共聚。共混是将聚丙烯基体与软质聚合物进行混合，以降低模量；共聚则是在反应釜中将丙烯单体与其他烯烃单体聚合，形成较软的抗冲共聚物，以提升整体韧性。上述两种改性方法均是为了改善聚丙烯材料的机械性能，但机械性能改善后电气性能会有所下降。因此，在增韧的基础上，还形成了两种改性路线，即接枝改性和纳米掺杂技术，以提升电气性能。接枝改性主要是在聚丙烯侧链上化学接枝功能基团，抑制载流子运动，以提升电气性能；纳米掺杂技术主要是通过纳米粒子物理分散于聚丙烯基体中捕获载流子，从而提升电气性能。已有文献研究表明，适当的乙烯含量与丙烯共聚有利于提升电气性能，同时发现弹性体与聚丙烯共混能够调节晶型变化，从而提升电气性能。针对耐电树、耐水树及抗老化等性能的改性，主要通过添加有机或无机颗粒等进行改性，也有文献表明接枝改性技术能够提升聚丙烯耐水树性能。

聚丙烯绝缘电力电缆在中压交流10kV和35kV、高压交流110kV已实现工程示范应用，目前更高电压等级的交/直流聚丙烯电缆也在逐步研制。2020年，我国实现了10kV共混和共聚路线聚丙烯电缆的挂网试运行；同年，35kV共混和共聚路线、10kV和35kV接枝路线聚丙烯电缆也成功研制，并参考交联聚乙烯电缆进行了试验验证。2022年，10kV和35kV接枝路线聚丙烯电缆实现了挂网试运行。2023年，110kV共混、共聚和接枝改性路线聚丙烯电缆均成功研制；同年，110kV共混路线聚丙烯电缆实现了挂网试运行。2024年，110kV接枝改性路线聚丙烯电缆实现了挂网试运行。目前，中压聚丙烯电缆已实现一定范围的工程示范应用，并制定了相应电压等级电缆及电缆料的团体标准，进一步明确了检测参数、手段和方法，帮助电缆生产企业更好地把控产品质量和性能。

由于聚丙烯绝缘电力电缆领域涌现出多种技术路线，且每种技术路线各有优势，本文拟对我国现行中压热塑性聚丙烯电缆和电缆料团体标准进行分析讨论。通过将标准规范中的试验项目、方法和指标进行概述，区分不同技术路线在指标上的差异性，获得适用于热塑性聚丙烯电缆的评价方法和指标，指导后续更高电压等级聚丙烯绝缘电力电缆的材料研发、生产制造和考核评价。