海底电缆(submarine cable)是用绝缘材料包裹的导线,敷设在海底及河流水下,用于电信传输。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料,传输电话和互联网信号。全世界**条海底电缆是1850年在英国和法国之间铺设的。中国的**条海底电缆是在1888年完成,共有两条,一是福州川石岛与闽台沪尾(淡水)之间,长177海里 另一条由台南安平通往澎湖,长53海里。
海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通讯业务,费用昂贵,但保密程度高。海底电力电缆主要用于水下传输大功率电能,与地下电力电缆的作用等同,只不过应用的场合和敷设的方式不同。由于海底电缆工程被**公认为复杂困难的大型工程,从环境探测、海洋物理调查,以及电缆的设计、制造和安装,都应用复杂技术,因而海底电缆的制造厂家在世界上为数不多,主要有挪威、丹麦、日本、加拿大、美、英、法、意等国,这些国家除制造外还提供敷设技术。目前我国应用的海底电力电缆仍然需要进口。
海底电缆分类:浸渍纸包电缆:适用于不大于45kV交流电及不大于400kV直流电的线路。目前只限安装于水深500m以内的水域。自容式充油电缆:适用于高达750kV的直流电或交流电线路。由于电缆为充油式,故可以毫无困难地敷设于水深达500m的海域。挤压式绝缘(交联聚乙烯绝缘、乙丙橡胶绝缘)电缆:适用于高达200kV交流电压。乙丙橡胶较聚乙烯更能防止树枝现象及局部泄电,使海底电缆更有效地发挥功能。“油压”管电缆:只适用于数公里长的电缆系统,因为要把较长的电缆拉进管道内,受到很大的机械性限制。充气式(压力辅助)电缆:使用浸渍纸包的充气式电缆比充油式电缆更适合于较长的海底电缆网,但由于须在深水下使用高气压操作,故此增加了设计电缆及其配件的困难,一般限于水深为300m以内。
海底电缆用途:海底通信电缆主要用于长距离通讯网、通常用于远距离岛屿之间、跨海军事设施等较重要的场合。海底电力电缆敷设距离较通信电缆相比要短得多,主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等。在一般情况下,应用海底电缆传输电能无疑要比同样长度的架空电缆昂贵,但用它往往比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济,在近海地区应用好处更多。在岛屿和河流较多的国家,此种电缆应用较广泛。
交联聚乙烯绝缘电缆根据工程条件、环境特点、电缆类型和数量等因素,结合运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则可选择多种敷设方式,例如直埋敷设、穿管敷设、浅槽敷设、沟道敷设、隧道敷设等等。采用地埋敷设电力电缆实现两个或多个电气设备之间的电能传输与连接,可以节约空间线路走廊,减少宝贵的土地资源消耗。而选用质量合格的电缆及附件产品,按照标准规范要求进行敷设安装,并严格保证施工质量,是电缆线路能安全可靠运行的前提和**。
电缆内部进水分析 1.1 进水原因分析由于完整的新电缆在内部结构和材料上采取了多重防水、阻水设计,在两端密封完好的条件下是不会出现内部进水的现象。针对35 kV 电缆内部进水的原因,本文结合电缆制造、运输、敷设安装等环节进行深入分析:
(1)交联电缆的生产过程中进水。电缆供货厂家的主要生产流程是:首先通过拉丝和绞合形成单根紧压型导体线芯;然后在其外部同时挤出导体半导电屏蔽、XLPE 绝缘和绝缘半导电屏蔽;接下来绕制保护带和金属屏蔽层;将三根电缆芯合并加填充料成缆;在三芯电缆外部包覆内护套、铠装钢带,最后才挤包一层聚氯乙烯外护套。厂家为了控制电缆生产质量,在生产工艺上采取很多方法防止水分渗入电缆,例如通过先进的生产设备实现导体半导电屏蔽、绝缘、绝缘半导电屏蔽三层共挤;交联聚乙烯绝缘采用干式交联方法进行交联。如果严格遵守整个生产流程,以目前先进的技术手段和生产设备在制造交联电缆时是不会出现电缆内部进水的问题。
(2)运输和施工过程中进水。水进入电缆内部有三种可能的情况:一是电缆外护套层在运输和敷设施工中破裂,遭遇雨淋或水浸而使水进入电缆外护套之内;二是施工中不慎使电缆头破损进水。三是在安装施工中下雨时施工工人忘记对锯开的电缆端口作封套处理,导致雨水进行电缆内。
进水影响分析在**种情况下,水经过外护套裂口进入电缆内部,铠装层的钢带会很快生锈,接着水分渗入填充料,使其吸水受潮,这种情况只对电缆的相间绝缘有影响,而对单相绝缘影响不大。第二、三种情况下,水可直接进入导体中。如果切开电缆导体线芯,观察其横断面,会发现多股线芯中有明水流出。如不及时将进水处理干净,电缆通电后可主绝缘靠近导体线芯侧产生水树枝,并进而导发电树枝,最后导致主绝缘击穿。因为交联电缆内部进水的后果严重性,所以只要发现交联电缆进水后,要立即停止敷设安装,详细分析进水原因,尽快查找出电缆破损处,并及时采取适当措施加以处理。