中国电网规模已居世界第一，确保电网的安全、稳定运行是重中之重。抽水蓄能电站属于大规模的储能装置，是世界公认的运行灵活可靠的调峰电源，为电网经济高效、安全稳定运行提供保障。

高压电缆作为电站内传输电能的大动脉，对电站输送电能的安全稳定持续运行起着十分重要的作用。虽然国外高压电缆的应用历史较为久远，我国的高压电缆研发起步相对较晚，早期技术水平也相对落后，但进入新世纪后其发展十分迅速。根据行业内统计，全国500千伏超高压电缆的实际运行数量2008年为213千米，2010年为400千米，2015年为870千米，2020年已高达1700千米。

随着高压电缆敷设长度的快速增长，电缆线路的故障率也随之上升。统计数据表明，用于连接两段高压电缆本体中间接头的故障率是电缆本体故障率的4倍左右。根据市场调研及其他项目运行情况，电缆的中间接头作为电缆系统运行中较为薄弱的环节，仍是一个潜在的故障点，存在一定的安全隐患和稳定运行风险。高压电缆中间接头性能直接影响到整条电缆线路甚至电站的安全运行，由于电缆接头故障引起的电网事故并不鲜见，因此在电缆特别是高压电缆的使用中，应尽量减少或者不使用中间接头。

北京院设计的敦化项目中500千伏高压电缆的单根长度达到了1546米，依托敦化项目，北京院开展了500千伏超长干式电缆应用研究。在此之前，只有日本VISCAS在20世纪90年代末曾为日本新京叶-丰洲的输电项目供货过单根1800米长度的电缆，而国内尚无长度达到1500米的单根无中间接头500千伏 XLPE电缆的制造、安装、运行业绩。

为提高500千伏电缆运行的可靠性，确保电站的持续安全、稳定运行，北京院通过对高压电缆在技术参数、布置、运输、试验、运行等方面展开研究，解决了单根超长500千伏电缆需要考虑的设计、制造、工厂试验、运输、安装、现场试验、长期运行等一系列问题。

北京院首先在前期对国内两家在电线电缆生产行业领先的企业进行了初步调研，它们的技术能力、生产设备基本能够满足敦化项目单根超长 500千伏 XLPE电缆的生产需求，但在超长干式电缆关键技术问题的研究方面，仍需进一步深入分析论证。

随后在招标、合同执行、产品设计制造阶段，对电缆的选型、结构、技术参数等方面进行了仔细分析，特别是对金属护套感应电压、保护器配置、短路热稳定、制造运输、试验等关键技术问题，进行了深入的计算和研究。

敦化项目单根电缆长、输送负荷大，电缆金属护套中的感应电压较高，系统发生单相短路时，金属护层感应电压更高。北京院通过对不同布置方案的详细计算，以及分析回流线对感应电压的影响，并综合考虑后期运行、维护的便捷性，采取了最适宜的品形倒三角布置方案，并选择了合适的回流线以及护层保护器，有效降低了金属护层感应电压，提高了系统可靠性。

在设备制造运输方面，北京院对设备厂家开展了进一步实地考察调研和现场讨论，确定厂家完全具备连续生产超长电缆的能力，且在生产过程中避免发生超长电缆重力作用引起的电缆偏心、造成护层厚薄不均的情况；对厂家的运输设备、详细运输方案进行了认真审阅和研判，确保电缆在全路径过程中能够安全顺利抵达工程现场。

在试验方面，超长电缆试验所需的电容量较大，设备厂家的常规试验设备无法满足电容量要求，北京院与项目公司、设备厂家经过研讨，最终确定采取运用串联、并联谐振电抗器形成组合的方法来实现，并详细制定了试验方案。电缆制造完成后，各家单位共同目睹见证了高压电缆的全部工厂试验，试验过程顺利，电缆各项参数指标达到要求。

在电缆现场敷设安装前，北京院和设备厂家对电缆允许的最大牵引力、最大侧压力进行了计算，确定采用电缆输送机配合导向滑轮的敷设方案，对输送机和导向滑轮进行了详细布置，并配置有效刹车装置避免出现特殊情况。

电缆的现场试验采取了与工厂试验类似的串联谐振交流耐压试验设备的方案，能够灵活整定试验电压、调频范围、加压时间、保护电流，不仅可以在稳态下使放电或击穿电流小，而且还使暂态（瞬时）电流的破坏减小，从而保证电缆和人身的安全。

敦化抽水蓄能电站500千伏超长干式电缆于2020年12月12日倒送电开始带电运行，至今运行正常，在线监测系统的高压电缆主要监测数据未出现异常报警，证明了国内首根500kV超长干式电缆的成功应用。

北京院在国内500千伏超长干式电缆应用研究过程中，主导、参与了全部研究过程，逐个攻克各技术难关，使最初的构想一一落地，为工程及行业创造了直接经济效益和社会效益，标志着国产高压电缆系统已达到世界先进水平，为后续工程提供了借鉴和指导。