海底電力電纜三芯電纜

 行業動态    |      2020-12-28
現代的(de)中壓海底電纜(52kV)通(tōng)常設計爲具有XLPE絕緣的(de)三芯(3C)電纜。電纜芯線與陸上電纜的(de)芯線相似。此類海底電纜使用(yòng)許多(duō)不同的(de)設計替代方案。許多(duō)電纜構造層可(kě)以應用(yòng)于每個(gè)單個(gè)核心,也(yě)可(kě)以應用(yòng)于三個(gè)公共核心。此外,可(kě)以找到許多(duō)不同的(de)屏幕/護套配置。

根據規格,可(kě)以生産帶有或不帶有金屬護套的(de)海底中壓電纜。擠壓中壓電纜的(de)低電應力允許電纜設計而不會完全鎖水(shuǐ)。擠出的(de)塑料護套可(kě)提供安全的(de)阻水(shuǐ)層,而塑料護套内部的(de)吸水(shuǐ)劑則可(kě)處理(lǐ)微量的(de)水(shuǐ)蒸氣,這(zhè)些蒸氣可(kě)通(tōng)過擠出的(de)塑料護套擴散。

另一個(gè)常見的(de)系統是用(yòng)于防水(shuǐ)的(de)鋁層壓闆和(hé)銅絲網。鋁層壓闆構成放射狀的(de)水(shuǐ)屏障,而銅絲網則設計成承載故障電流。

三芯海底電纜的(de)非金屬護套可(kě)以由半導體聚合材料制成。三相的(de)電容性電流可(kě)以彼此平衡,這(zhè)可(kě)以增加電纜的(de)載流量。護套,篩網和(hé)腐蝕防護的(de)許多(duō)不同組合都是可(kě)能的(de)。制造商有自己的(de)“秘訣”來(lái)滿足海底電力鏈路的(de)非常不同的(de)條件和(hé)要求。

高(gāo)壓電纜采用(yòng)3C設計,最高(gāo)可(kě)達170 kV。加拿大(dà)于2008年在7.8 km的(de)中等長(cháng)度内安裝了(le)第一條245 kV 3C海底電纜。該系統電壓可(kě)用(yòng)于短電纜,而無需柔性接頭,而更高(gāo)的(de)電壓尚不可(kě)用(yòng)。幾乎所有現代高(gāo)壓3C電纜均采用(yòng)XLPE絕緣材料制成。

一旦制造并測試了(le)電纜芯,就将它們鋪設起來(lái)以提供電纜的(de)靈活性。除了(le)标準的(de)S和(hé)Z疊層之外,還(hái)有用(yòng)于MV電纜的(de)SZ疊層,其中電纜芯依次按右旋和(hé)左旋方式纏繞。鋪設後,芯線夾上的(de)3C電纜直徑是單個(gè)芯線直徑的(de)2.16倍。在鋪網過程中會産生四個(gè)空隙,三個(gè)在外圍,一個(gè)在中心。爲了(le)爲裝甲提供穩定的(de)圓形底座,通(tōng)常在外部空隙中填充填料。使用(yòng)不同大(dà)小的(de)繩索或量身定制的(de)擠出聚合物(wù)型材來(lái)填充空間。PE或PVC擠出的(de)型材爲铠裝線提供了(le)出色的(de)支撐,并且可(kě)以容納小型光(guāng)纜。與PVC相比,PE需要更複雜(zá)的(de)擠出模頭,但每單位電纜長(cháng)度的(de)材料成本較低。對(duì)于很長(cháng)的(de)海底電纜,使用(yòng)PE更經濟,而對(duì)于較短的(de)電纜,PVC是更便宜的(de)選擇。當電纜需要額外的(de)重量才能安裝在流水(shuǐ)中時(shí),甚至将引線輪廓用(yòng)作填充輪廓。

填充繩可(kě)由任何種類的(de)回收聚合物(wù)材料制成。兩種尺寸的(de)三個(gè)繩索的(de)組合可(kě)以很好地填充空隙。

電纜的(de)中心空間通(tōng)常不需要填充物(wù)即可(kě)保持穩定性。三個(gè)電纜芯相互支撐,因此不會塌陷到中央空間中。不宜将光(guāng)纜包含在中心空間中,因爲光(guāng)纜彎曲時(shí)中心線可(kě)能不是中性線,因此可(kě)能會承受拉力。敷設後或有時(shí)以相同的(de)操作将電纜饋入铠裝機。在3C交流電纜中,導體電流産生的(de)磁場(chǎng)會在很大(dà)程度上相互抵消。因此,铠裝可(kě)以由鋼絲制成,而沒有過多(duō)的(de)磁損耗。用(yòng)于高(gāo)壓的(de)3C電纜直徑很容易達到200毫米或更大(dà)。由于铠裝機中的(de)線軸數量限制了(le)電纜上的(de)铠裝線數量,有時(shí)必須使用(yòng)非常粗的(de)鋼絲來(lái)覆蓋電纜的(de)整個(gè)圓周。對(duì)于直徑爲200 mm(铠裝下(xià))的(de)電纜和(hé)容量爲84根電線的(de)铠裝機,單個(gè)铠裝層的(de)組合鋼橫截面約爲3700 mm2。這(zhè)種大(dà)規模的(de)裝甲足以滿足300 m以上的(de)鋪設深度。扁平铠裝電線可(kě)爲淺水(shuǐ)區(qū)提供足夠的(de)鋼橫截面,并且仍覆蓋整個(gè)電纜圓周。然而,針對(duì)铠裝線的(de)外部侵害的(de)保護作用(yòng)随線徑的(de)平方下(xià)降。許多(duō)電纜運營商認爲,與扁線相比,更好地保護圓線可(kě)證明(míng)增加材料成本。對(duì)于直徑爲200 mm(铠裝下(xià))的(de)電纜和(hé)容量爲84根電線的(de)铠裝機,單個(gè)铠裝層的(de)組合鋼橫截面約爲3700 mm2。這(zhè)種大(dà)規模的(de)裝甲足以滿足300 m以上的(de)鋪設深度。扁平铠裝線可(kě)爲淺水(shuǐ)區(qū)提供足夠的(de)鋼橫截面,并且仍覆蓋整個(gè)電纜圓周。然而,針對(duì)铠裝線的(de)外部侵害的(de)保護作用(yòng)随線徑的(de)平方下(xià)降。許多(duō)電纜運營商認爲,與扁線相比,更好地保護圓線可(kě)證明(míng)增加材料成本。對(duì)于直徑爲200 mm(铠裝下(xià))的(de)電纜和(hé)容量爲84根電線的(de)铠裝機,單個(gè)铠裝層的(de)組合鋼橫截面約爲3700 mm2。這(zhè)種大(dà)規模的(de)裝甲足以滿足300 m以上的(de)鋪設深度。扁平铠裝電線可(kě)爲淺水(shuǐ)區(qū)提供足夠的(de)鋼橫截面,并且仍覆蓋整個(gè)電纜圓周。然而,針對(duì)铠裝線的(de)外部侵害的(de)保護作用(yòng)随線徑的(de)平方下(xià)降。許多(duō)電纜運營商認爲,與扁線相比,更好地保護圓線可(kě)證明(míng)增加材料成本。扁平铠裝線可(kě)爲淺水(shuǐ)區(qū)提供足夠的(de)鋼橫截面,并且仍覆蓋整個(gè)電纜圓周。然而,針對(duì)铠裝線的(de)外部侵害的(de)保護作用(yòng)随線徑的(de)平方下(xià)降。許多(duō)電纜運營商認爲,與扁線相比,更好地保護圓線可(kě)證明(míng)增加材料成本。扁平铠裝線可(kě)爲淺水(shuǐ)區(qū)提供足夠的(de)鋼橫截面,并且仍覆蓋整個(gè)電纜圓周。然而,針對(duì)铠裝線的(de)外部侵害的(de)保護作用(yòng)随線徑的(de)平方下(xià)降。許多(duō)電纜運營商認爲,與扁線相比,更好地保護圓線可(kě)證明(míng)增加材料成本。

還(hái)生産了(le)充油絕緣的(de)3C電纜,其電壓至少爲170 kV。這(zhè)些電纜始終配備有導線護套,或者是所有三個(gè)芯線的(de)共用(yòng)導線護套,或者是每個(gè)芯線的(de)單獨導線護套。在普通(tōng)的(de)鉛護套中,電纜芯之間的(de)空隙爲在負載變化(huà)的(de)影(yǐng)響下(xià)進出“呼吸”電纜的(de)油傳輸提供了(le)導管。導體中心的(de)油管不是必需的(de)。空隙中的(de)填充繩爲擠出的(de)鉛皮提供了(le)一定的(de)支撐。但是,在三個(gè)電纜芯線加上一些填充繩子上的(de)共用(yòng)引線護套并不是很穩定的(de)設計。這(zhè)些電纜容易疲勞,外力或運動會損壞導線護套。也(yě),這(zhè)些電纜隻能制造很短的(de)長(cháng)度,并且需要很多(duō)接頭才能延長(cháng)安裝長(cháng)度。150 kV Java-Madura 3C充油電纜(1987年投入使用(yòng))具有通(tōng)用(yòng)的(de)鉛護套,并以較短的(de)鼓長(cháng)度生産。這(zhè)些電纜被運送到港口的(de)連接設施,在這(zhè)裏電纜束被連接并裝載在船上。

自數十年前以來(lái),具有單獨引線護套的(de)3C電纜(用(yòng)“ SL”表示“單根引線”)就已被用(yòng)作海底電纜。特别是具有擠壓絕緣層的(de)3C電纜幾乎總是使用(yòng)單獨的(de)引線護套制成。

單獨的(de)導線概念比常見的(de)導線概念具有一些重要的(de)優點:

在工廠中連接單獨護套的(de)電纜芯線具有更大(dà)的(de)靈活性,

因爲導線護套的(de)直徑較小,并且

在安裝過程中具有更好的(de)穩定性,因此圓形護套具有更好的(de)穩定性。

具有公共引線護套的(de)3C電纜的(de)優點是,各個(gè)芯線之間的(de)空隙提供了(le)較大(dà)的(de)油道。但是,對(duì)于所有實際應用(yòng)而言,這(zhè)些系統現在可(kě)以用(yòng)XLPE系統代替,而無需油道或供油。

仍在生産超高(gāo)壓級别(500 kV及更高(gāo))的(de)充油海底電纜。在此電壓水(shuǐ)平下(xià)的(de)電纜是如此之大(dà),以至于不能作爲3C電纜生産。

由于不再生産3C充油海底電纜,因此在此不再贅述。