防海水電纜及技術(shù)難點

      交聯(lián)聚乙烯絕緣（XLPE）海底電纜開展于上世紀(jì)80年代，大都用于220kV及以下電壓等級［1］，其制作和運轉(zhuǎn)經(jīng)歷還遠(yuǎn)不如充油海底電纜．截止到現(xiàn)在，電壓等級高的XLPE溝通海底電纜是耐克森（NEXANS）公司正在為坐落挪威海的大型OrmenLange天然氣田設(shè)備的2.2km長的420kV4根單心海底電纜．500kV溝通長間隔海底電纜，現(xiàn)在運用的僅有充油電纜．

　　與充油電纜比較，XLPE電纜具有以下長處：

①XLPE電纜是固體絕緣，不需雜亂的充油體系，不需要檢測油位、操控油壓，運轉(zhuǎn)費用低；

②XLPE電纜沒有鉛護(hù)套，曲折半徑小、質(zhì)量輕，可出產(chǎn)、敷設(shè)的長度更長，且在敷設(shè)設(shè)備和運送時都要比充油電纜簡略；

③XLPE海底電纜的電氣功能和機(jī)械功能也都優(yōu)于充油電纜．正因如此，XLPE絕緣海底電纜的開展有著更寬廣的遠(yuǎn)景，但也有很多技術(shù)問題需要處理．一般的交聯(lián)聚乙烯電纜在直流電壓作用下，電纜絕緣中的空間電荷會在某處會集，然后構(gòu)成此處部分場強(qiáng)過高而被擊穿．在絕緣資料中選用增加劑能夠減緩電纜絕緣中空間電荷累積，使得交聯(lián)聚乙烯電纜能夠用于直流高壓供電．2002年，根擠包型單心直流海底電纜（輕型直流電纜，瑞典ABB），電壓±150kV，長度40km，容量330MW，用于銜接紐約長島和美國的康涅狄格．這種直流海底電纜選用3層聚合資料揉捏成單極性電纜，表里屏蔽層與絕緣層一起揉捏，具有高強(qiáng)度、環(huán)保和便于埋葬等長處，適用于深海等惡劣環(huán)境．　　　　

XLPE絕緣直流海底電纜現(xiàn)高電壓可達(dá)320kV溝通電纜絕緣中的等效電容隨電纜長度增加而增大，在能量傳輸過程中，等效電容與電源間不停地進(jìn)行著充電放電，其充電電流可到達(dá)*值而影響正常有功負(fù)荷的傳輸，所以溝通海底電纜有個理論上的*

傳輸間隔，多個跨海工程標(biāo)明，該間隔約為40km［3］，超越這個間隔，選用溝通傳輸電能就不具經(jīng)濟(jì)性了．而直流電纜長度不受充電電流約束，無需無功補(bǔ)償設(shè)備，制作設(shè)備簡潔，介損和導(dǎo)體損耗小，有著杰出的市場遠(yuǎn)景．但高壓直流海底電纜還有如空間電荷堆集機(jī)理及其按捺辦法、直流電壓下的絕緣老化機(jī)理、新開發(fā)絕緣資料的長時間穩(wěn)定性，部分放電的影響等很多問題有待研討處理．"

一般超高壓溝通海底電纜都是單心的，但由于3心溝通海底電纜能夠節(jié)約出產(chǎn)和敷設(shè)的費用，所以大截面、

　　高電壓等級的3心XLPE溝通海底電纜也在逐步推廣．2008年，耐克森公司在加拿大敷設(shè)了國際上根電壓達(dá)245kV的3心XLPE絕緣海底電纜．聚乙烯（PE）絕緣電纜和EPR（乙丙橡皮）絕緣電纜乙丙橡皮電纜與XLPE電纜（tgδ≤0.0005）比較，介損正切值tgδ、和介電常數(shù)ε都比較大，但與聚乙烯電纜比較更能避免樹枝及部分放電，一般只用于中等電壓的海底電纜．到現(xiàn)在為止，高等級的乙丙橡皮海底電纜是2001年設(shè)備在意大利威尼斯－穆拉諾－梅斯特（Venezia-Murano-Mestre）的150kV海底電纜．

　　充氣式電纜

　　充氣式海底電纜在結(jié)構(gòu)上與充油電纜很類似，也運用預(yù)先浸漬好的紙帶做絕緣，再充入帶壓力的氮氣，帶壓力的氣體填充了紙帶間的空地，提高了擊穿電壓．充氣式海底電纜可用于交直流輸電，它比充油式電纜更適合于較長的海底電纜網(wǎng)．但由于需在深水下運用高氣壓操作，故此增加了規(guī)劃電纜及其配件的困難，該電纜一般限于水深為300m以內(nèi)．

海底電纜的相關(guān)技術(shù)問題

　　海底電纜的防水

　　當(dāng)機(jī)械應(yīng)力或外力構(gòu)成電纜護(hù)套及絕緣損害、接頭損壞時，潮氣或水分會沿著電纜縱向和徑向空隙浸入，下降絕緣的電氣強(qiáng)度，因而大都高壓海底電纜都具

　　有避免水分侵略的縱向、徑向防水辦法．徑向辦法首要是在絕緣屏蔽和金屬屏蔽層外面繞包半導(dǎo)電阻水脹大帶，在金屬屏蔽層外面增加金屬防水層即金屬護(hù)套，中壓電纜電場強(qiáng)度相對較低，一般運用鋁塑復(fù)合護(hù)套，也有僅用聚合物護(hù)套的，高壓電纜則選用鉛、鋁、不銹鋼的金屬密封套．聚合物護(hù)套具有防水性，但卻有必定的吸水率，這是由于其結(jié)構(gòu)首要是由結(jié)晶相和無定形相組成的半結(jié)晶高聚物．結(jié)晶相結(jié)構(gòu)緊湊，無定形相中的分子擺放疏松，分子間存在較大的空隙．在交變電場的作用下，極性的水分子不斷來回翻轉(zhuǎn)，能夠透過空隙和晶界缺點處滲透到絕緣資料中．選用聚合物護(hù)套時，護(hù)套里要加具有吸水作用的阻水劑．

　　縱向阻水首要選用①壓緊型線心；②在導(dǎo)線之間和纜心屏蔽區(qū)增加阻水性物質(zhì)，阻斷水分在纜心中的分散通道．縱向阻水選用阻水粉填充作用好，它的吸水量為本身的幾十倍甚至幾千倍，吸水強(qiáng)度大、脹大率高，吸水后可敏捷脹大構(gòu)成凝膠狀物質(zhì)，堵塞滲水通道，停止水分和潮氣的進(jìn)一步分散和延伸，使受潮電纜的長度降到低。