海底电缆敷设课件

海底电缆敷设输电1220班 第五组成员：孙阔腾 李燕雄 高焕闵 陈阳鹏赵云 郭俏 申涛 苏文兴简介 海底电缆（submarine cable）是用绝缘材料包裹的导线，设在海底及河流水下，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。通信电缆主要用于通讯业务,费用昂贵,但保密程度高。海底电力电缆主要用于水下传输大功率电能,与地下电力电缆的作用等同,只不过应用的场合和敷设的方式不同。由于海底电缆工程被世界各国公认为复杂困难的大型工程,从环境探测、海洋物理调查,以及电缆的设计、制造和安装,都应用复杂技术,因而海底电缆的制造厂家在世界上为数不多,主要有挪威、丹麦、日本、加拿大、美、英、法、意等国,这些国家除制造外还提供敷设技术。目前我国应用的海底电力电缆仍然需要进口。用途 海底通信电缆主要用于长距离通讯网、通常用海底电缆远距离岛屿之间、跨海军事设施等较重要的场合。海底电力电缆敷设距离较通信电缆相比要短得多,主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等。在一般情况下,应用海底电缆传输电能无疑要比同样长度的架空电缆昂贵,但用它往往比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济,在近海地区应用好处更多。在岛屿和河流较多的国家,此种电缆应用较广泛。海底电缆的种类及基本结构 海底电缆按绝缘类型主要有浸渍纸绝缘电缆、自容式充油电缆、交联聚乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆、乙丙绝缘电缆及充气电缆浸渍纸绝缘电缆 浸渍纸绝缘电缆分为粘性油浸渍纸绝缘电缆和不滴流油浸纸电缆，分别用于不大于45 kV 和500 kV 的直流回路，且只限安装于水深500 m 以内的水域1 绝缘纸带的厚度为50 180 m2，浸渍剂普遍采用合成的烷基苯(LAB)浸渍纸绝缘电缆的典型结构包括导体、绝缘层、绝缘层内外的半导电屏蔽层、铅合金护套、铅护套金属加强层、聚乙烯护套、防海虫蛀的护套、聚丙烯塑料丝衬垫、钢丝铠装等自容式充油电缆 此类电缆中充入带油压的低粘度绝缘油，一方面可迅速消除由于负荷变化导致绝缘热胀冷缩而形成的气隙，另一方面油压可以平衡海水的压力而避免铠装受到损害 更为重要的是，当电缆遭受外力破坏而有少量漏油时，不必马上停电，只需补油设备加入一些油，可适当延长故障检测和修复时间，提高供电的可靠性但从环保角度来看，充油电缆漏油会污染海洋环境 自容式充油电缆的线心数分为单心和3 心，单心电缆采用中空的线心作为油道，而3 心电缆则利用3 心间的空隙作为油的通路浸渍纸绝缘电缆和充油电缆的比较 充油电缆的工作场强可达普通油浸纸电缆的2倍，所以超高压、大容量的海底电缆多采用充油电缆它的基本结构包括导线、绝缘层及其内外半导电屏蔽层、铅合金护套、加强层、聚乙烯套管、防海虫蛀蚀的护层、聚丙烯塑料丝衬垫、钢丝铠装 聚丙烯薄膜木纤维复合纸绝缘(PPLP)是近些年发展的新型绝缘材料，由3 层组成，两侧是牛皮纸，中间为聚丙烯薄膜 它的电气强度高，介损小，输送容量大，可将电缆长期允许运行温度由80 提高到85，可用于高达1 000 kV 的交流和 600 kV 的直流输电浸渍纸绝缘电缆和充油电缆是海底电缆的传统形式，历史悠久，运行经验丰富，但由于纸绝缘的吸水性强，必须配合使用铅护套，所以这类电缆质量大，运输敷设不便，维护工作量大交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)交联聚乙烯绝缘(XLPE)海底电缆发展于上世纪80 年代，多数用于220 kV 及以下电压等级1，其制造和运行经验还远不如充油海底电缆 与充油电缆相比，XLPE 电缆具有以下优点:XLPE 电缆是固体绝缘，不需复杂的充油系统，不需要检测油位、控制油压，运行费用低;XLPE 电缆没有铅护套，弯曲半径小、质量轻，可生产、敷设的长度更长，且在敷设和运输时都要比充油电缆简单;XLPE 海底电缆的电气性能和机械性能也都优于充油电缆 正因如此，XLPE 绝缘海底电缆的发展有着更广阔的前景，但也有众多技术问题尚需解决聚乙烯(PE)绝缘电缆和EPR(乙丙橡皮)绝缘电缆 乙丙橡皮电缆与XLPE 电缆(tg0.000 5)相比，介损正切值tg、和介电常数 都比较大，但与聚乙烯电缆相比更能防止树枝及局部放电，一般只用于中等电压的海底电缆 截至目前为止，最高等级的乙丙橡皮海底电缆是2001 年安装在意大利威尼斯 穆拉诺梅斯特(Venezia-Murano-Mestre)的150 kV 海底电缆充气式海底电缆 充气式海底电缆在结构上与充油电缆很相似，也使用预先浸渍好的纸带做绝缘，再充入带压力的氮气，带压力的气体填充了纸带间的空隙，提高了击穿电压充气式海底电缆可用于交直流输电，它比充油式电缆更适合于较长的海底电缆网 但由于需在深水下使用高气压操作，故此增加了设计电缆及其配件的困难，该电缆一般限于水深为300 m 以内海底电缆敷设施工船和主要机具 敷设施工船电缆敷设方法海底电缆的相关技术问题 1 海底电缆的防水 2 软接头技术:连续长度是海底电缆的基本要求之一 在电缆生产过程中，如果单根电缆长度不能满足要求，可以在制造厂内采用一定的方法，把2 段或几段电缆的各部分连接起来，连接处的性能满足运行的需要，且连接处的外径与电缆本体相差不大，这种接头处理的方式称为软接头 软接头与电缆本体一样，不仅要保证电缆的电气性能，还要承受拉、扭、弯曲等机械应力，其技术难度较大，对生产安装环境要求苛刻。3 金属护套及铠装的防腐、防蚀设计:海底电缆的寿命某种程度上取决于钢丝铠装的耐腐蚀寿命，因此需要采用一种特殊的钢丝锌铝镁合金镀层钢丝铠装 由中高密度聚乙烯构成的外护套可以克服沥青的易磨损、易脱落等缺点，且可对钢丝铠装形成更好的保护 钢丝铠装外加装聚丙烯绳外被层，可以提高电缆抗海水侵蚀和施工磨损的能力 4 海底电缆的监测及安全预警和测温控制:海底地质环境复杂，地震、海床塌陷、滑坡、洋流变化、海洋生物及船只抛锚，都有可能造成电缆断裂、破损，影响电缆的安全运行总结 海底电缆的发展趋势正向着更高电压、更大容量、更长输送距离发展，与此相关的XLPE 高压直流海底电缆中电荷集中的问题、装配式软接头技术、阻水技术、海底电缆的监测和安全预警、试验检测技术等一系列难点，急待解决和完善 同时这些新技术的应用还需要材料、生产工艺、新型监测设备和方法以及新的试验方法和技术的共同发展 这也给我国的电缆生产企业提出了新的挑战和要求 能否抓住机遇、站稳并开拓市场，关键在于自主研发、积极创新感谢您的关注！输电1220班 第五组