来自 电缆书籍 2019-08-20 16:41 的文章

海水防护电缆以及它的技术难点!

交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)
XLPE海底电缆是在20世纪80年代开发的,其中大部分用于220kV及以下的电压等级[1],其制造和运行经验远远少于充油海底电缆。到目前为止,额定电压最高的XLPE交流海底电缆是一条长2.2公里的420kV四芯海底电缆,NEXANS正在为挪威海域的大型OrmenLange气田安装。 500kV AC长距离海底电缆,目前仅使用充油电缆。
 
与充油电缆相比,XLPE电缆具有以下优点:
1.XLPE电缆采用固体绝缘,无需复杂的注油系统,无需检测油位,控制油压,运行成本低;
 
2.XLPE电缆无铅护套,弯曲半径小,重量轻,可以生产和铺设更长的长度,在铺设,安装和运输时比充油电缆更简单;
 
3.XLPE海底电缆还具有比充油电缆更好的电气和机械性能。因此,交联聚乙烯绝缘海底电缆的发展前景广阔,但仍有许多技术问题需要解决。普通的XLPE电缆在直流电压的作用下,电缆绝缘中的空间电荷会集中在某处,导致局部场强过高而被击穿。在绝缘材料中使用添加剂可以减缓电缆绝缘中空间电荷的累积,从而使XLPE电缆可以用于直流高压电源。 2002年,第一台挤压单芯直流海底电缆(轻型直流电缆,ABB瑞典),电压±150kV,长40km,容量330MW,用于连接长岛,纽约和美国康涅狄格州。直流海底电缆采用三层聚合物材料挤压成单极电缆,内外屏蔽层同时与绝缘层挤压,具有强度高,环保,易埋的优点,适用于深海等恶劣环境。
 
交联聚乙烯绝缘直流海底电缆的最大电容可达320kV。交流电缆绝缘中的等效电容随着电缆长度的增加而增加。在能量传输过程中,等效电容和电源连续充电和放电。它可以达到最大值并影响正常有功负载的传输,因此交流海底电缆具有理论极限。
 
 
传输距离,多个跨海工程显示距离约为40km [3],超过这个距离,使用交流传输电能是不经济的。直流电缆的长度不受充电电流的限制,不需要无功补偿装置,制造安装简单,介电损耗小,导体损耗小,市场前景良好。然而,高压直流海底电缆存在许多问题,如空间电荷累积机制及其抑制方法,直流电压下的绝缘老化机制,新开发的绝缘材料的长期稳定性以及局部放电的影响。 
 
一般来说,超高压交流海底电缆是单芯的,但由于3芯交流海底电缆可以节省生产和铺设成本,大截面。
 
 
充气电缆
可充气海底电缆的结构类似于充油电缆。它还用预浸纸带绝缘并填充加压氮气。加压气体填充纸带之间的间隙并增加击穿电压。 充气海底电缆可用于交直流输电,比充油电缆更适合海底电缆网络。然而,由于需要在深水中使用高压操作,因此增加了设计电缆及其附件的难度。电缆通常限于300米或更小的水深。
 
与海底电缆有关的技术问题
海底电缆防水
当机械应力或外力导致电缆护套和绝缘损坏时,接头损坏,湿气或湿气将沿着电缆的纵向和径向间隙浸入,降低了绝缘的电气强度,因此大多数高压海底电缆都有
 
纵向和径向防水措施,以防止水分侵入。手游大全径向测量主要是将半导体扩水带包裹在绝缘屏蔽和金属屏蔽层之外,并在金属屏蔽层外面添加金属防水层或金属护套。中压电缆的电场强度相对较低,一般采用铝塑复合材料。护套也仅由聚合物护套制成,高压电缆由铅,铝和不锈钢制成。聚合物外皮是防水的,但具有一定的吸水率,因为其结构主要是由结晶相和非晶相组成的半结晶聚合物。晶相紧凑,非晶相中的分子松散排列,分子之间存在大的间隙。在交变电场的作用下,极性水分子连续地来回转动,并且可以通过间隙和晶界缺陷渗透到绝缘材料中。当使用聚合物护套时,将具有吸水性的阻水剂添加到护套中。
 
纵向阻水主要采用1压缩型芯; 2在导线和电缆屏蔽区域之间加入阻水物质,以阻挡电缆芯中水分的扩散通道。使用阻水粉末可以更好地纵向阻水。它的吸水量是几十倍甚至几千倍。它具有高吸水强度和高膨胀率。吸水后可迅速膨胀形成凝胶状物质,阻塞渗水通道,终止水分。水分的进一步扩散和延伸使潮湿电缆的长度最小化。
 

关键词: 海水防护电缆