海底电力电缆三芯电缆

 行业动态    |      2020-12-28
现代的中压海底电缆(52kV)通常设计为具有XLPE绝缘的三芯(3C)电缆。电缆芯线与陆上电缆的芯线相似。此类海底电缆使用许多不同的设计替代方案。许多电缆构造层可以应用于每个单个核心,也可以应用于三个公共核心。此外,可以找到许多不同的屏幕/护套配置。

根据规格,可以生产带有或不带有金属护套的海底中压电缆。挤压中压电缆的低电应力允许电缆设计而不会完全锁水。挤出的塑料护套可提供安全的阻水层,而塑料护套内部的吸水剂则可处理微量的水蒸气,这些蒸气可通过挤出的塑料护套扩散。

另一个常见的系统是用于防水的铝层压板和铜丝网。铝层压板构成放射状的水屏障,而铜丝网则设计成承载故障电流。

三芯海底电缆的非金属护套可以由半导体聚合材料制成。三相的电容性电流可以彼此平衡,这可以增加电缆的载流量。护套,筛网和腐蚀防护的许多不同组合都是可能的。制造商有自己的“秘诀”来满足海底电力链路的非常不同的条件和要求。

高压电缆采用3C设计,最高可达170 kV。加拿大于2008年在7.8 km的中等长度内安装了第一条245 kV 3C海底电缆。该系统电压可用于短电缆,而无需柔性接头,而更高的电压尚不可用。几乎所有现代高压3C电缆均采用XLPE绝缘材料制成。

一旦制造并测试了电缆芯,就将它们铺设起来以提供电缆的灵活性。除了标准的S和Z叠层之外,还有用于MV电缆的SZ叠层,其中电缆芯依次按右旋和左旋方式缠绕。铺设后,芯线夹上的3C电缆直径是单个芯线直径的2.16倍。在铺网过程中会产生四个空隙,三个在外围,一个在中心。为了为装甲提供稳定的圆形底座,通常在外部空隙中填充填料。使用不同大小的绳索或量身定制的挤出聚合物型材来填充空间。PE或PVC挤出的型材为铠装线提供了出色的支撑,并且可以容纳小型光缆。与PVC相比,PE需要更复杂的挤出模头,但每单位电缆长度的材料成本较低。对于很长的海底电缆,使用PE更经济,而对于较短的电缆,PVC是更便宜的选择。当电缆需要额外的重量才能安装在流水中时,甚至将引线轮廓用作填充轮廓。

填充绳可由任何种类的回收聚合物材料制成。两种尺寸的三个绳索的组合可以很好地填充空隙。

电缆的中心空间通常不需要填充物即可保持稳定性。三个电缆芯相互支撑,因此不会塌陷到中央空间中。不宜将光缆包含在中心空间中,因为光缆弯曲时中心线可能不是中性线,因此可能会承受拉力。敷设后或有时以相同的操作将电缆馈入铠装机。在3C交流电缆中,导体电流产生的磁场会在很大程度上相互抵消。因此,铠装可以由钢丝制成,而没有过多的磁损耗。用于高压的3C电缆直径很容易达到200毫米或更大。由于铠装机中的线轴数量限制了电缆上的铠装线数量,有时必须使用非常粗的钢丝来覆盖电缆的整个圆周。对于直径为200 mm(铠装下)的电缆和容量为84根电线的铠装机,单个铠装层的组合钢横截面约为3700 mm2。这种大规模的装甲足以满足300 m以上的铺设深度。扁平铠装电线可为浅水区提供足够的钢横截面,并且仍覆盖整个电缆圆周。然而,针对铠装线的外部侵害的保护作用随线径的平方下降。许多电缆运营商认为,与扁线相比,更好地保护圆线可证明增加材料成本。对于直径为200 mm(铠装下)的电缆和容量为84根电线的铠装机,单个铠装层的组合钢横截面约为3700 mm2。这种大规模的装甲足以满足300 m以上的铺设深度。扁平铠装线可为浅水区提供足够的钢横截面,并且仍覆盖整个电缆圆周。然而,针对铠装线的外部侵害的保护作用随线径的平方下降。许多电缆运营商认为,与扁线相比,更好地保护圆线可证明增加材料成本。对于直径为200 mm(铠装下)的电缆和容量为84根电线的铠装机,单个铠装层的组合钢横截面约为3700 mm2。这种大规模的装甲足以满足300 m以上的铺设深度。扁平铠装电线可为浅水区提供足够的钢横截面,并且仍覆盖整个电缆圆周。然而,针对铠装线的外部侵害的保护作用随线径的平方下降。许多电缆运营商认为,与扁线相比,更好地保护圆线可证明增加材料成本。扁平铠装线可为浅水区提供足够的钢横截面,并且仍覆盖整个电缆圆周。然而,针对铠装线的外部侵害的保护作用随线径的平方下降。许多电缆运营商认为,与扁线相比,更好地保护圆线可证明增加材料成本。扁平铠装线可为浅水区提供足够的钢横截面,并且仍覆盖整个电缆圆周。然而,针对铠装线的外部侵害的保护作用随线径的平方下降。许多电缆运营商认为,与扁线相比,更好地保护圆线可证明增加材料成本。

还生产了充油绝缘的3C电缆,其电压至少为170 kV。这些电缆始终配备有导线护套,或者是所有三个芯线的共用导线护套,或者是每个芯线的单独导线护套。在普通的铅护套中,电缆芯之间的空隙为在负载变化的影响下进出“呼吸”电缆的油传输提供了导管。导体中心的油管不是必需的。空隙中的填充绳为挤出的铅皮提供了一定的支撑。但是,在三个电缆芯线加上一些填充绳子上的共用引线护套并不是很稳定的设计。这些电缆容易疲劳,外力或运动会损坏导线护套。也,这些电缆只能制造很短的长度,并且需要很多接头才能延长安装长度。150 kV Java-Madura 3C充油电缆(1987年投入使用)具有通用的铅护套,并以较短的鼓长度生产。这些电缆被运送到港口的连接设施,在这里电缆束被连接并装载在船上。

自数十年前以来,具有单独引线护套的3C电缆(用“ SL”表示“单根引线”)就已被用作海底电缆。特别是具有挤压绝缘层的3C电缆几乎总是使用单独的引线护套制成。

单独的导线概念比常见的导线概念具有一些重要的优点:

在工厂中连接单独护套的电缆芯线具有更大的灵活性,

因为导线护套的直径较小,并且

在安装过程中具有更好的稳定性,因此圆形护套具有更好的稳定性。

具有公共引线护套的3C电缆的优点是,各个芯线之间的空隙提供了较大的油道。但是,对于所有实际应用而言,这些系统现在可以用XLPE系统代替,而无需油道或供油。

仍在生产超高压级别(500 kV及更高)的充油海底电缆。在此电压水平下的电缆是如此之大,以至于不能作为3C电缆生产。

由于不再生产3C充油海底电缆,因此在此不再赘述。