[实用新型]一种高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电缆，特别是一种敷设于恶劣的海洋使用环境中，具有更优良的机械性能和适用性能的高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆，可以替代油浸纸绝缘直流海底电力电缆，属于电缆的技术领域。

背景技术

目前国内的海洋及沿海岛屿输电，海洋风能发电输电，一般都采用交流海底电力电缆输电系统。交流电的优点主要表现在发电和配电方面。利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能转化为电能，交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便。

但是，随着20世纪50年代后，电力需求日益增长，远距离大容量输电线路不断增加，电网扩大，交流输电受到一定的限制。例如高压输电线路经过大城市时，采用地下电缆；输电线路经过海峡时，要用海底电缆。由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器，在交流高压大长度电缆输电线路中，电缆电容电流极为可观。如果采用直流输电，由于电压波动很小，基本上没有电容电流加在电缆上，排除了交流电缆线路中电容电流的困扰。同时，直流电缆输电线路没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只有芯线电阻损耗，因此输送相同功率的海底电缆，特别是输电距离超过40km的超高压海底电缆线路，采用直流输电比交流输电系统有更好的经济效益和优越的技术、运行特性。同时由于高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆没有磁感应损耗，因此可以采用普通钢丝做电缆的铠装材料，而高压、超高压单芯交流海底电缆须采用非磁性有色金属合金丝做铠装材料，因此高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆的造价也要远低于单芯高压、超高压交流海底电力电缆。

二十世纪末期，国际上长距离高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆输电工程，常采用高压、超高压油浸纸绝缘直流海底电力电缆。高压、超高压直流油浸纸绝缘海底电力电缆绝缘性能好，电气性能稳定，但受其结构设计的局限，高压、超高压直流油浸纸绝缘海底电力电缆要具有可靠的油压维持循环、监控系统。与聚烯烃绝缘直流海底电力电缆相比较，其电缆结构机械稳定性差，抗弯曲性能较差，特别是不抗震，当受到外力侵害时容易损伤；常年使用维护较困难，敷设维修成本较高，同时制造技术要求也较高。近年来，随着高压海底直流输电工程应用技术领域的拓展，尤其是在敷设环境较差的长距离海底电力电缆输电工程系统，远距离的海上风能发电工程系统中，选择聚烯烃绝缘直流海底电力电缆替代传统的油浸纸绝缘海底电力电缆，则具有更优良的机械性能和适用性能。随着科学技术的进步，改性聚烯烃直流电缆绝缘材料技术的日臻成熟，以聚烯烃为绝缘材料的高压、超高压直流海底电力电缆将会得到越来越广泛的应用。为此，我们新设计了一种±100～400kV交联聚乙烯绝缘、铅套屏蔽+塑料增强护层、防腐粗钢丝铠装直流海底电力电缆。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供机械强度好，金属铠装层耐腐蚀性、耐磨损性能好，隔绝直流海底电缆在海水中的化学的、电性的双重腐蚀效应，适合应用于高压、超高压直流输电的海底电力电缆。

为了解决上述的技术问题，本实用新型的技术方案是：一种高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆，其内层至外层依次分别包括阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水缓冲层、金属屏蔽层、塑料增强保护层、金属铠装层和外被层，所述绝缘层为聚烯烃材料构成，金属屏蔽层为铅套管屏蔽层，金属铠装层由圆周排列的电缆铠装钢丝构成。

所述的阻水导体由多根铜导线分层绞合、紧压构成，每层导线之间嵌有半导电阻水带；所述的导体屏蔽层、绝缘屏蔽层由特制的直流电缆半导电聚烯烃屏蔽料制造。所述的绝缘层为直流聚烯烃绝缘材料制造；所述的金属屏蔽层为铅套管制成；所述的塑料增强保护层可以用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)塑料制造；所述的海底电缆金属铠装层由圆周排列的、塑料包裹的防腐钢丝构成；所述的外被层可以采用聚烯烃塑料护套，也可采用聚丙烯(PP)绳+沥青浸渍混合防腐外被层。

为了提高铅套管屏蔽层的耐疲劳性能，以及对铅套管屏蔽层有很好的防止化学的、电性的双重腐蚀作用，所述铅套管屏蔽层外设置有塑料增强保护层。铅套管屏蔽层与塑料增强保护层之间涂有一层粘接剂，使其成为一整体，从而提高铅套管屏蔽层与塑料增强保护层对电缆线芯的综合保护性能。

为了防止海水对电缆铠装钢丝的腐蚀，所述电缆铠装钢丝外设置有防腐塑料层。

根据不同高压、超高压直流聚烯烃绝缘海底电力电缆设计需要，所述电缆铠装钢丝直径为φ3～6mm，所述防腐塑料层的厚度为0.1～1.2mm。