水底高壓電力電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
水底電力電纜是指過江、河、湖、海敷設(shè)在水底的電力電纜。主要使 用在海島與大陸或海島與海島之間的電網(wǎng)連接，橫跨大河或港灣以連接 陸上架空輸電線路，陸地與海上石油平臺以及海上石油平臺之間的相互 連接。 由于水底的地質(zhì)和水文情況的特殊性，使水底電力電纜的敷設(shè)和 運行的條件與陸地上使用的電力電纜有較大差異，因此水底電力電纜在 結(jié)構(gòu)上具有不同于陸上電纜的特點。
一、水底電力電纜結(jié)構(gòu)
水底電力電纜的絕緣結(jié)構(gòu)與陸上電纜很相似，但是絕不能簡單地把 陸地上使用的電力電纜敷設(shè)在水下使用。水底電力電纜在敷設(shè)或回修 時，由于水的深度、電纜的自重以及敷設(shè)機械的作用，電纜上會受到很大 的機械應(yīng)力(拉伸、扭轉(zhuǎn)和張力下彎曲) 。此外，水底電力電纜運行在復(fù)雜 的水下環(huán)境中還會受到水底腐蝕性物質(zhì)和水下生物的侵襲、腐蝕，又會受 到船只拋錨、捕漁作業(yè)等外機械力的破壞。因此，水底電力電纜的基本特
點是體現(xiàn)在它的機械性能上。
1 . 水底電纜的結(jié)構(gòu)
為了使水底電纜能承受上述各種機械應(yīng)力的作用，水底電纜一般采 用特殊(加強)的護套結(jié)構(gòu)—加強的金屬護套、金屬加強帶和鎧裝鋼絲。
國產(chǎn) 100kV 直流海底電力電纜的結(jié)構(gòu)(單位：mm) 1—導(dǎo)體；2—導(dǎo)線屏蔽；3—絕緣；4—廠名紙；5—絕緣屏蔽；6—銅帶；
7—合金鉛護套；8—熱溶膠；9—聚乙烯護套；10—鍍鋅鋼帶；
11—瀝青油麻；12—擠塑鋼絲；13—瀝青油麻
圖 25 - 14 所示為一種典型的水底電纜的結(jié)構(gòu)。它的額定電壓是直流
土 100kV，單根傳輸容量為 50MV·A，已被使用在國內(nèi)某海島與大陸電網(wǎng)的 連接。電纜路徑全長 10km，最大水深 120m。它的結(jié)構(gòu)特點如下：
(1)導(dǎo)體。標稱截面為 300mm2，由 61 根 O2 . 5mm 退火銅線分層絞制后 緊壓而成。緊壓系數(shù)為 0. 85，緊壓后的導(dǎo)線既柔軟又密實，降低了(在事 故情況下)海水沿導(dǎo)線空隙滲透的可能性。
(2)絕緣。采用黏性油浸漬紙絕緣，絕緣厚度為 7 . 5mm，與陸上電纜 相同。
(3)金屬護套和非金屬護套。合金鉛護套，厚度為 4mm。為了保證鉛 護套耐腐蝕性能和加強密封，在鉛護套外加一層厚度為 3 . 5mm 的聚乙烯 護套。聚乙烯護套與鉛護套之間涂有熱溶膠，使其成為一整體，防止聚乙 烯護套損壞后海水沿夾層空隙滲透的可能性。這層聚乙烯護套還可以提 高鉛護套耐疲勞性能 2 - 3 倍，這對敷設(shè)在深海的電纜極為重要。
(4)金屬加強帶。為加強金屬護套的抗應(yīng)變強度，在聚乙烯護套外繞 包二層耐腐蝕的金屬加強帶。金屬加強帶材料通常是合金銅、不銹鋼(用 于單芯交流電纜)或鍍鋅鋼帶(用于三芯交流電纜和直流電纜)。
(5)鎧裝鋼絲。 由于該電纜線路途徑某些地質(zhì)條件差的海域，所以全 長 10km 的電纜中有 3km 采用雙層 06 . 0mm 的粗鋼絲鎧裝，以提高電纜在 海底的耐磨性能。其余 7km 采用 06 . 0mm 鋼絲單層鎧裝。單、雙層鋼絲交 叉處設(shè)有過渡結(jié)構(gòu)，以免剛度不同而造成局部應(yīng)為集中。為提高鎧裝鋼 絲耐腐蝕性能，每根鋼絲外加 1mm 厚的聚乙烯套。
為了不使電纜在敷設(shè)時中斷作業(yè)，該工程要求海底電纜的單根連續(xù) 長度大于 10km。制造廠的單根電纜制造長度，由于受設(shè)備條件的限制，只 能達到 5km 左右，所以中間用軟接頭連結(jié)。軟接頭的結(jié)構(gòu)如圖 25 - 15 所 示，其導(dǎo)體用等直徑焊接，絕緣采用與電纜絕緣相同規(guī)格的紙帶繞包而 成，外殼用鉛合金管焊接在電纜鉛護套上。軟接頭的徑向尺寸與所連接 的電纜相同或略大于電纜的直徑。軟接頭通常是在工廠里制作好后再與 電纜本體一起連續(xù)鎧裝。因此，軟接頭能與電纜一樣承受拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎 曲等各種機械應(yīng)力的作用。
100kV 直流海底電力電纜的軟接頭結(jié)構(gòu)(單位：mm)
1—導(dǎo)體等直徑焊接；2—導(dǎo)體屏蔽；3—反應(yīng)力錐；4—軟接頭絕緣；
5—軟接頭絕緣屏蔽；6—鉛合金管外殼；7—應(yīng)力錐；8—墊襯材料； 9— 電纜絕緣屏蔽；10— 電纜鉛護套；11—鉛外殼焊接；12—聚乙烯熱收縮管
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