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【电力知识】神奇的海底电缆

国网无锡供电公司2020-02-12 06:13:37

人类改造地球的渴望和能力是惊人的!除了您脚下四通八达的输电网络以外,广袤幽深的海底也绵延着成千上万海里的海底电缆,在海底的平原、峡谷和高山之间穿梭,实现着海岛和大陆、地区和地区之间的密切联系,您用的一度电能,您接到的一通越洋电话,也许正是通过广袤大洋底下哪根海缆传送而来。

海缆的种类可以从四个方面来简单划分。从结构上看,主要分为三芯海缆和单芯海缆,中低压线路使用三芯海缆居多,高压线路使用单芯海缆居多;从功能上看,半个世纪前,海缆只有单纯的电能传输功能,现在的海缆集成了两种功能,有效地实现了电能和信号在同一根缆线上传送;从绝缘组成看,分为充油绝缘海缆和挤出塑料绝缘海缆从负荷类型看,分为直流海缆和交流海缆,直流海缆特点是损耗小,易于实现长距离输电,但直流海缆的应用经验并不丰富,直流换流站等配套建设费用高昂,交流海缆损耗大,但运维技术成熟,配套建设费用小,因此海缆线路设计者们通常要进行技术和经济上的权衡,实现效益最大化。

发展大事记


1954 年


瑞典哥特兰岛与大陆之间敷设了世界上第一条商业运行的100 kV,长度 98 km海缆。

1986 年


珠江-虎门海缆工程投运,该工程是我国最早的海缆工程,输电电压等级 220kV,长度2.7 km,输送容量 380 MW

2009年


中国海南500 kV联网工程投运,该工程是目前世界最高电压等级的交流海缆工程之一,实现了600 MW的电能传输。

2018年


拟于2018年投运的舟山500 kV联网输变电工程将使用国际首创,国内自主研发的500 kV交联聚乙烯绝缘海底电缆,该海缆系统正在中国电科院电力工业电气设备质量检验测试中心进行试验检测。


国外权威市场研究机构Navigant Research称,保守预计2023年,全球海底电力电缆安装数量将达到304条,预计2017-2021年全球海底电力电缆年复合增率将达到5.12%。这是近年世界经济一体化、能源需求日益强烈、环境友好要求等因素共同推动的结果,越来越多的海缆工程已经为世界海洋经济的发展吹响了号角。全球海缆连接如下图所示。

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全球海缆连接示意图

生命起源于海洋,人类繁衍于陆地,人类对海洋有天生的亲近感,但海洋的神秘莫测并不逊色于浩瀚的宇宙。海洋环境的复杂性对海缆工程提出了很高的要求,海缆工程是世界公认的难题,施工难度大,维护成本高,世界上只有少数企业有能力进行海底高压电缆的敷设与调试,海缆市场的发展受到了很大的限制。不过,随着技术的发展,需求的快速增长,越来越多的企业开始投入到海缆输电整体解决方案中。

对于深度小于200米的浅海区,通常采用埋设,对于深度大于200米的深海区,通常采用敷设,主要涉及三个阶段:勘察清理,海缆敷设和冲埋保护。

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海缆的敷设

海缆的绝缘结构和陆地电缆基本一致,但是由于海缆的应用环境比陆地复杂很多,因此设计者们给它多穿了一套“软猬甲”,保护海缆免受损伤。典型的海缆结构如下图所示。

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典型的海缆结构

最外层是PP绳和沥青,用来抵御海水腐蚀、下一层是钢丝铠装,用来加强海缆的机械强度,防止外力破坏、铅护套用来抵御海水腐蚀和强大的水压、阻水层可以阻止当铅护套损坏时,海水渗入铅护套并沿轴向扩散、海缆绝缘层和陆缆绝缘层没有区别,用来传送能量、内外屏蔽层用来均匀电场分布,提高绝缘寿命、基于阻水考虑,采用紧压导体引导能量传输。正是这些独特的机械和电气设计,海缆才可以“安心”地躺在海底工作。

可以说,海底电缆一直在您身边,它的大规模应用将给我们带来碧水蓝天。

转自 中国电力科学研究院、部分图片来自国网故事汇




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资料来源互联网。

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