防海水電(diàn)缆技术要求
2021-05-07 10:15:45 | 来自: 青岛汉河電(diàn)缆销售公司 | 浏览次数:
交联聚乙烯绝缘電(diàn)缆(XLPE)
交联聚乙烯绝缘(XLPE)海底電(diàn)缆发展于上世纪80年代，多(duō)数用(yòng)于220kV及以下電(diàn)压等级[1]，其制造和运行经验还遠(yuǎn)不如充油海底電(diàn)缆。截止到目前，電(diàn)压等级最高的XLPE交流海底電(diàn)缆是耐克森(NEXANS)公司正在為(wèi)位于挪威海的大型OrmenLange天然气田安装的2.2km長(cháng)的420kV4根单心海底電(diàn)缆.500kV交流長(cháng)距离海底電(diàn)缆，目前应用(yòng)的仅有(yǒu)充油電(diàn)缆。
与充油電(diàn)缆相比，XLPE電(diàn)缆具有(yǒu)以下优点：
①XLPE電(diàn)缆是固體(tǐ)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(yòng)低;
②XLPE電(diàn)缆没有(yǒu)铅护套，弯曲半径小(xiǎo)、质量轻，可(kě)生产、敷设的長(cháng)度更長(cháng)，且在敷设安装和运输时都要比充油電(diàn)缆简单;
③XLPE海底電(diàn)缆的電(diàn)气性能(néng)和机械性能(néng)也都优于充油電(diàn)缆.正因如此，XLPE绝缘海底電(diàn)缆的发展有(yǒu)着更广阔的前景，但也有(yǒu)众多(duō)技术问题尚需解决.普通的交联聚乙烯電(diàn)缆在直流電(diàn)压作用(yòng)下，電(diàn)缆绝缘中的空间電(diàn)荷会在某处集中，从而造成此处局部场强过高而被击穿.在绝缘材料中采用(yòng)添加剂可(kě)以减缓電(diàn)缆绝缘中空间電(diàn)荷累积，使得交联聚乙烯電(diàn)缆可(kě)以用(yòng)于直流高压供電(diàn).2002年，第一根挤包型单心直流海底電(diàn)缆(轻型直流電(diàn)缆，瑞典ABB)，電(diàn)压±150kV，長(cháng)度40km，容量330MW，用(yòng)于连接纽约長(cháng)岛和美國(guó)的康涅狄格.这种直流海底電(diàn)缆采用(yòng)3层聚合材料挤压成单极性電(diàn)缆，内外屏蔽层与绝缘层同时挤压，具有(yǒu)高强度、环保和便于掩埋等优点，适用(yòng)于深海等恶劣环境。
防海水電(diàn)缆技术要求
XLPE绝缘直流海底電(diàn)缆现最高電(diàn)压可(kě)达320kV交流電(diàn)缆绝缘中的等效電(diàn)容随電(diàn)缆長(cháng)度增加而增大，在能(néng)量传输过程中，等效電(diàn)容与電(diàn)源间不停地进行着充電(diàn)放電(diàn)，其充電(diàn)電(diàn)流可(kě)达到极大值而影响正常有(yǒu)功负荷的传输，所以交流海底電(diàn)缆有(yǒu)个理(lǐ)论上的极限。
传输距离，多(duō)个跨海工程表明，该距离约為(wèi)40km[3]，超过这个距离，采用(yòng)交流传输電(diàn)能(néng)就不具经济性了.而直流電(diàn)缆長(cháng)度不受充電(diàn)電(diàn)流限制，无需无功补偿装置，制造安装简便，介损和导體(tǐ)损耗小(xiǎo)，有(yǒu)着良好的市场前景.但高压直流海底電(diàn)缆还有(yǒu)如空间電(diàn)荷积累机理(lǐ)及其抑制方法、直流電(diàn)压下的绝缘老化机理(lǐ)、新(xīn)开发绝缘材料的長(cháng)期稳定性，局部放電(diàn)的影响等众多(duō)问题有(yǒu)待研究解决。"
一般超高压交流海底電(diàn)缆都是单心的，但由于3心交流海底電(diàn)缆可(kě)以节省生产和敷设的费用(yòng)，所以大截面、高電(diàn)压等级的3心XLPE交流海底電(diàn)缆也在逐步推广.2008年，耐克森公司在加拿(ná)大敷设了世界上第一根電(diàn)压达245kV的3心XLPE绝缘海底電(diàn)缆.聚乙烯(PE)绝缘電(diàn)缆和EPR(乙丙橡皮)绝缘電(diàn)缆乙丙橡皮電(diàn)缆与XLPE電(diàn)缆(tgδ≤0.0005)相比，介损正切值tgδ、和介電(diàn)常数ε都比较大，但与聚乙烯電(diàn)缆相比更能(néng)防止树枝及局部放電(diàn)，一般只用(yòng)于中等電(diàn)压的海底電(diàn)缆.截至目前為(wèi)止，最高等级的乙丙橡皮海底電(diàn)缆是2001年安装在意大利威尼斯-穆拉诺-梅斯特(Venezia-Murano-Mestre)的150kV海底電(diàn)缆。
充气式電(diàn)缆
充气式海底電(diàn)缆在结构上与充油電(diàn)缆很(hěn)相似，也使用(yòng)预先浸渍好的纸带做绝缘，再充入带压力的氮气，带压力的气體(tǐ)填充了纸带间的空隙，提高了击穿電(diàn)压.充气式海底電(diàn)缆可(kě)用(yòng)于交直流输電(diàn)，它比充油式電(diàn)缆更适合于较長(cháng)的海底電(diàn)缆网.但由于需在深水下使用(yòng)高气压操作，故此增加了设计電(diàn)缆及其配件的困难，该電(diàn)缆一般限于水深為(wèi)300m以内。
防海水電(diàn)缆技术要求
海底電(diàn)缆的防水
当机械应力或外力造成電(diàn)缆护套及绝缘损伤、接头损坏时，潮气或水分(fēn)会沿着電(diàn)缆纵向和径向间隙浸入，降低绝缘的電(diàn)气强度，因此多(duō)数高压海底電(diàn)缆都具有(yǒu)防止水分(fēn)入侵的纵向、径向防水措施.径向措施主要是在绝缘屏蔽和金属屏蔽层外面绕包半导電(diàn)阻水膨胀带，在金属屏蔽层外面添加金属防水层即金属护套，中压電(diàn)缆電(diàn)场强度相对较低，一般使用(yòng)铝塑复合护套，也有(yǒu)仅用(yòng)聚合物(wù)护套的，高压電(diàn)缆则采用(yòng)铅、铝、不锈钢的金属密封套.聚合物(wù)护套具有(yǒu)防水性，但却有(yǒu)一定的吸水率，这是因為(wèi)其结构主要是由结晶相和无定形相组成的半结晶高聚物(wù).结晶相结构紧凑，无定形相中的分(fēn)子排列疏松，分(fēn)子间存在较大的间隙.在交变電(diàn)场的作用(yòng)下，极性的水分(fēn)子不断来回翻转，可(kě)以透过间隙和晶界缺陷处渗透到绝缘材料中.采用(yòng)聚合物(wù)护套时，护套里要加具有(yǒu)吸水作用(yòng)的阻水剂。
纵向阻水主要采用(yòng)①压紧型線(xiàn)心;②在导線(xiàn)之间和缆心屏蔽區(qū)添加阻水性物(wù)质，阻断水分(fēn)在缆心中的扩散通道.纵向阻水采用(yòng)阻水粉填充效果好，它的吸水量為(wèi)自身的几十倍乃至几千倍，吸水强度大、膨胀率高，吸水后可(kě)迅速膨胀形成凝胶状物(wù)质，阻塞渗水通道，终止水分(fēn)和潮气的进一步扩散和延伸，使受潮電(diàn)缆的長(cháng)度降到最低。
