防海水電纜及技術難點

      交聯聚乙烯絕緣（XLPE）海底電纜開展于上世紀80年代，大都用于220kV及以下電壓等級［1］，其制作和運轉經歷還遠不如充油海底電纜．截止到現在，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，運轉費用低；

②XLPE電纜沒有鉛護套，曲折半徑小、質量輕，可出產、敷設的長度更長，且在敷設設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械功能也都優于充油電纜．正因如此，XLPE絕緣海底電纜的開展有著更寬廣的遠景，但也有很多技術問題需要處理．一般的交聯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，然后構成此處部分場強過高而被擊穿．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，具有高強度、環保和便于埋葬等長處，適用于深海等惡劣環境．　　　　

XLPE絕緣直流海底電纜現高電壓可達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行著充電放電，其充電電流可到達*值而影響正常有功負荷的傳輸，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濟性了．而直流電纜長度不受充電電流約束，無需無功補償設備，制作設備簡潔，介損和導體損耗小，有著杰出的市場遠景．但高壓直流海底電纜還有如空間電荷堆集機理及其按捺辦法、直流電壓下的絕緣老化機理、新開發絕緣資料的長時間穩定性，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約出產和敷設的費用，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了國際上根電壓達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．到現在為止，高等級的乙丙橡皮海底電纜是2001年設備在意大利威尼斯－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構上與充油電纜很類似，也運用預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．但由于需在深水下運用高氣壓操作，故此增加了規劃電纜及其配件的困難，該電纜一般限于水深為300m以內．

海底電纜的相關技術問題

　　海底電纜的防水

　　當機械應力或外力構成電纜護套及絕緣損害、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套，中壓電纜電場強度相對較低，一般運用鋁塑復合護套，也有僅用聚合物護套的，高壓電纜則選用鉛、鋁、不銹鋼的金屬密封套．聚合物護套具有防水性，但卻有必定的吸水率，這是由于其結構首要是由結晶相和無定形相組成的半結晶高聚物．結晶相結構緊湊，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，能夠透過空隙和晶界缺點處滲透到絕緣資料中．選用聚合物護套時，護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在導線之間和纜心屏蔽區增加阻水性物質，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，吸水強度大、脹大率高，吸水后可敏捷脹大構成凝膠狀物質，堵塞滲水通道，停止水分和潮氣的進一步分散和延伸，使受潮電纜的長度降到低。