耐海水电缆及技术难点

 

　　交联聚乙烯绝缘电缆（XLPE）

 

　　交联聚乙烯绝缘（XLPE）海底电缆是在1980年月开辟的，大无数用于220kV及如下电压品级，其生产和操纵履历远不足充油海底电缆。到目前为止，电压品级的XLPE AC海底电缆是NEXANS为挪威海的OrmenLange大型气田安置的2.2公里长的420kV 4单芯海底电缆。关于500kV AC长间隔海底电缆，目前仅应用充油电缆。

 

　　与充油电缆比拟，XLPE电缆具备如下好处：

　　①XLPE电缆为固体绝缘，无繁杂的注油体系，无需检验油位，掌握油压，运转老本低；

 

　　②交联聚乙烯电缆无铅护套，蜿蜒半径小，分量轻，生产铺设长度长，比充油电缆安置，运输简略；

 

　　③XLPE海底电缆的电气和机器机能也比充油电缆好。所以，交联聚乙烯绝缘海底电缆的开展具备辽阔的远景，不过另有很多技术疑问需求办理。一般交联聚乙烯电缆在直流电压的好处下，电缆绝缘层中的空间电荷召集中在某个处所，从而造成单方面场强太高而击穿。在绝缘质料中应用增长剂会放慢电缆绝缘中空间电荷的储存集会，所以XLPE电缆可用于直流高压电源。2002年，应用根收缩的单芯直流海底电缆（轻型直流电缆，瑞典ABB），电压为±150kV，长度为40km，容量为330MW，用于持续新州长岛市。美国的大概克和康涅狄格州。该直流海底电缆被挤压成具备三层聚合物资料的单极电缆。内屏障层和外屏障层以及绝缘层同时挤出。具备强度高，环保，安葬轻易等好处，适合于深海等阴毒情况。

 

　　交联聚乙烯绝缘直流海底电缆的电压可到达320kV。AC电缆绝缘中的等效电容随电缆长度的增长而增长。在能量传输进程中心，等效电容和电源接续充电和放电，充电电流为。它能够大概到达值，并影响平常有功负载的传输。所以，AC海底电缆具备表面极限传输间隔。很多跨海项目评释，该间隔大概为40 km[3]。若跨越其间隔，则应用交换输电。这是不经济的。DC电缆的长度不受充电电流的约束，无功赔偿装配，易于生产和安置，介电花费和导体花费低，具备优越的情况趋势远景。不过，高压直流海底电缆仍有很多疑问有待办理，比喻空间电荷储存集会的机理及其按捺技巧，直流电压下绝缘老化的机理，新开辟的绝缘质料的永远巩固性，以及单方面放电的影响。“平时，超高压交换海底电缆是单芯，但因为3芯交换海底电缆能够大概节减生产和铺设老本，大横截面，

 

　　高压3芯XLPE AC海底电缆也正在慢慢推行。2008年，耐克森在加拿大铺设了天下上条245kV电压的3芯XLPE绝缘海底绝缘电缆。聚乙烯（PE）绝缘电缆和EPR（乙丙橡胶）绝缘电缆与XLPE电缆（tgδ≤0.0005）比拟，介电花费角正切值tgδ和介电常数ε较大，但与聚乙烯比拟与电缆比拟，它们能够大概防备分支和单方面放电，它们平时仅用于中压海底电缆。迄今为止，的乙丙橡胶海底电缆是2001年留意大利的威尼斯-穆拉诺-麦斯特安置的150kV海底电缆。

 

　　充气电缆

 

　　充气式海底电缆的布局与充油电缆类似。它还应用预浸渍的纸带举行绝缘，而后添补加压的氮气。加压气体添补了纸带之间的间隙，并增长了击穿电压。。充气海底电缆可用于交换和直撒布输，比充油电缆更适合更长的海底电缆网页。不过，因为需求在深水中举行高压操纵，所以增长了计划电缆及其附件的难度。电缆平时限于水深小于300m的处所。

 

　　海底电缆关联的技术疑问

 

　　海底电缆防水

 

　　当机器应力或外力造成电缆护套和绝缘层毁坏或持续器毁坏时，水分会沿着电缆的纵向和径向间隙分泌，从而低落绝缘层的电气强度。所以，大无数高压海底电缆都有

 

　　有纵向和径向防水错失以防备水侵入。径向错失要紧是在绝缘屏障层和金属屏障层的表面包裹半导电电阻水溶胀带，并在金属屏障层的表面加上金属防水层或金属护套。中压电缆的电场强度较低，平时应用铝塑复合质料。该护套，某些仅应用聚合物护套，高压电缆应用铅，铝，不锈钢金属密封套管。聚合物护套是防水的，但具备必然水平的吸水率。这是因为其布局要紧是由结晶相和非晶相构成的半结晶聚合物。结晶相具备致密的布局，非晶相中的分子蓬松地分列，而且分子之间存在较大的间隙。在交变电场的好处下，极性水分子接续地往返翻转，并能够大概经历间隙和晶界缺点分泌到绝缘质料中。应用聚合物护套时，应在护套中增长吸水剂。

 

　　纵向阻水要紧采纳①收缩型芯；②在电线和电缆芯线的屏障地区之间增长阻水质料，以拦截水在电缆芯线中的分散通道。纵向阻水添补有阻水粉。它的吸水率是其本人的数十倍乃至数千倍。它具备高吸水强度和高舒张率。吸水后，它会快舒张造成凝胶状物资，该物资会壅闭渗水通道并停止水。湿气和湿气的进一步分散和扩大使湿电缆的长度小化。