[實(shí)用新型]高壓和超高壓柔性直流輸電光纖復(fù)合擠出絕緣海底電纜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320133997.9
• 申請(qǐng)日: 2013-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN203260363U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊黎明;朱智恩;楊榮凱;楊迎建;杜忠東;徐林華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): H01B9/00
• 分類號(hào): H01B9/00;H01B9/02;H01B7/14
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種適用于海底用的直流電纜，尤其是一種柔性直流輸電用光纖復(fù)合擠出絕緣海底電纜。??

背景技術(shù)

1997年，世界上第一條柔性直流電纜投入運(yùn)行，供應(yīng)商為ABB公司。隨著技術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)行的電壓等級(jí)不斷提高，目前國(guó)外已商業(yè)運(yùn)行柔性直流電纜的電壓等級(jí)為200?kV，ABB公司已在實(shí)驗(yàn)室完成320?kV電纜的型式試驗(yàn)。中國(guó)輸電電纜多為交流擠出絕緣電纜，僅在上海運(yùn)行了一回低壓（30?kV及以下）柔性直流擠出絕緣陸地電纜，而中壓（30?kV以上到150?kV）、高壓（150?kV以上到250?kV）和超高壓（250?kV以上到500?kV）的柔性直流擠出絕緣海底電纜還未曾使用。

在中國(guó)，中壓及以上的電纜導(dǎo)體最常用的材料為銅。銅導(dǎo)電性能優(yōu)良，達(dá)到100?IACS%。另外，其化學(xué)性能穩(wěn)定，耐氧化性能，防腐性能優(yōu)異，機(jī)械強(qiáng)度大。但銅的價(jià)格較為昂貴，一般為鋁價(jià)格的3~4倍。

傳統(tǒng)的直流電纜，其絕緣部分多采用油紙絕緣結(jié)構(gòu)，即在導(dǎo)體的半導(dǎo)電紙外面繞包長(zhǎng)條的電纜紙，繞包紙之間的空氣隙采用絕緣油填充。填充形式有兩種，一種為粘性絕緣油浸漬，叫直流油浸紙絕緣電纜，另一種為低粘度絕緣油通入中空導(dǎo)體，施加一定的油壓，叫直流充油電纜。油紙絕緣結(jié)構(gòu)的直流電纜，其絕緣電阻不是特別高，故在絕緣中不存在空間電荷。但絕緣油泄漏后，不容易分解，污染環(huán)境，而且電纜紙為上等木材制成，需要消耗森林資源。

由于油紙絕緣電纜存在不綠色、不環(huán)保的缺點(diǎn)，因此，開發(fā)了擠出交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。擠出絕緣電纜克服了油紙絕緣電纜在綠色和環(huán)保方面存在的問題，已經(jīng)大量使用在交流電網(wǎng)中。

?擠出絕緣電纜的絕緣電阻特別高，絕緣體中的空間電荷不易泄放，如果直接使用到直流電網(wǎng)中，空間電荷畸變電纜絕緣中的電場(chǎng)分布，引起電場(chǎng)集中，容易造成電纜絕緣擊穿。目前，世界上已有商品化供應(yīng)的直流交聯(lián)料，其工作溫度較低為70?℃，低于現(xiàn)有交流擠出絕緣電纜工作溫度90?℃。因此，相同電壓相同導(dǎo)體截面情況下，其載流量比工作溫度為90?℃的電纜要小得多，這樣造成輸電容量小很多。

在直流電纜運(yùn)行中，半導(dǎo)體屏蔽層與絕緣層界面的接觸有否突起，極大地影響了電纜絕緣水平，乃至整個(gè)電纜的絕緣壽命。已有的知識(shí)表明，絕緣層與半導(dǎo)體屏蔽層之間由于突起而引起電場(chǎng)集中產(chǎn)生電樹枝老化，半導(dǎo)電突起還容易產(chǎn)生空間電荷注入絕緣。

一般的海底電纜采用鉛套，但鉛是重金屬，且其機(jī)械強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度不高，運(yùn)行中容易開裂。有時(shí)在電纜結(jié)構(gòu)上還需繞包金屬帶加強(qiáng)它，這樣造成電纜結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度提高和成本上升。

為了增加海底電纜在敷設(shè)時(shí)的軸向拉力，通常在電纜金屬套外面敷設(shè)一層或二層鋼絲，為解決鋼絲在海水中的防腐蝕問題，通常是在裸鋼絲外涂覆瀝青繞包麻繩或者塑料繩，瀝青造成生產(chǎn)車間污染而且影響生產(chǎn)人員身體健康，還會(huì)污染運(yùn)輸船只及相關(guān)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中電纜存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于高壓和超高壓的柔性直流輸電光纖復(fù)合擠出絕緣海底電纜，可以降低電纜成本，能夠提高電纜絕緣層的擊穿強(qiáng)度和工作溫度，避免傳統(tǒng)海纜鉛套易發(fā)生機(jī)械破壞、重金屬污染等問題，防止傳統(tǒng)電纜由于繞包瀝青麻繩或者瀝青塑料繩作為鋼絲防腐而造成的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和相關(guān)環(huán)境污染。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：?

高壓和超高壓柔性直流輸電光纖復(fù)合擠出絕緣海底電纜，該電纜的中心為阻水導(dǎo)體，所述阻水導(dǎo)體外依次包覆有半導(dǎo)電繞包帶、擠出內(nèi)屏蔽層、擠出絕緣層、擠出外屏蔽層、第一緩沖阻水層、第二緩沖阻水層、金屬套、擠壓內(nèi)護(hù)套、第一層擠塑鋼絲和/或第二層擠塑鋼絲、標(biāo)識(shí)色帶和擠出外護(hù)套；在所述第一緩沖阻水層和第二緩沖阻水層之間還放置有不銹鋼管保護(hù)的光纖。

所述半導(dǎo)電繞包帶的厚度為（0.10～0.36）mm；所述擠出內(nèi)屏蔽層厚度為（1.0～2.0）mm；所述擠出絕緣層厚度為（10.6～30.0）mm；所述擠出外屏蔽層厚度為（0.6～1.5）mm；所述第一緩沖阻水層、第二緩沖阻水層的厚度各為（1～3）mm；所述金屬套厚度為（0.5～3.8）mm；所述擠壓內(nèi)護(hù)套厚度為（2～5）mm；所述第一層擠塑鋼絲和/或第二層擠塑鋼絲，鋼絲直徑為（4～8）mm，擠塑厚度為（1～2）mm；所述擠出外護(hù)套厚度為（4～7）mm。