[实用新型]一种高压、超高压交流铜套管屏蔽海底电力电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，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、超高压交流铜套管屏蔽海底电力电缆，属于电缆技术领域。

背景技术

随着海洋的开发，海底电缆的需求越来越大，电压等级越来越高，目前海底电缆一般采用交联聚乙烯绝缘，但交联聚乙烯绝缘在潮湿的环境中在高压场的作用下很容易形成水树，导致击穿，影响电缆的使用寿命和供电安全。传统的海底电缆采用绝缘外连续挤包一层无缝铅管的方式达到径向阻水的目的。

采用铅套管屏蔽层虽然能有效达到电缆径向阻水和防止海水腐蚀的要求，但由于铅的比重较大、机械强度低、熔点低及电阻率较高，因此也存在一些明显的缺点：一是工厂必须拥有铅熔炼挤管设备，其生产过程中存在重金属污染；二是由于铅的比重大，因此最终产品重量很重，给敷设带来不便；三是铅的机械强度较低，而高压、超高压海底电缆无论是敷设，还是在海洋恶劣的运行环境中，都要求能承受较大机械应力；四是铅的熔点较低，其电阻率与纯铜相比也较高，因此铅套管屏蔽层上单位截面积允许通过的电流也就较低，相对应的防雷击瞬态短路电流也就较低；五是由于电缆的铅腐蚀会对环境产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种阻水效果好，产品重量轻，电缆综合制造价格较低，不会产生铅污染的适合应用于高压、超高压交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、超高压交流铜套管屏蔽海底电力电缆，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、填充条、成缆捆扎带内垫层)、金属铠装层和外被层，所述金属屏蔽层为铜套管屏蔽层，在铜套管屏蔽层外设置有半导电塑料增强保护层。

根据不同的海底电力电缆规格，所述的铜套管屏蔽层厚度选择在0.15-0.5mm之间，可代替厚度为2～5mm的铅套管金属屏蔽层。对海底电力电缆金属屏蔽层有更高技术要求的可采用厚度为0.5-1.0mm的铜套管屏蔽。

采用铜套管代替传统的铅套管做屏蔽层；优点是生产制造工艺简单，铜套管屏蔽制造的铜带纵包氩弧焊接成型工艺可允许中间停车。更重要的是海底电力电缆的金属屏蔽层采用铜套管结构，无论是其机械性能还是电气性能均远优于铅套管屏蔽。并且在二者电性能设计数据相一致的情况下，其铜套管金属屏蔽的结构重量仅为铅套管屏蔽结构重量的1/12～1/15。虽然铜的市场价格是铅合金价格的3倍，但由于铜套管屏蔽的结构重量比铅套管屏蔽轻许多，因此铜套管屏蔽的结构成本仅为铅套管屏蔽的1/3～1/4。(铜的比重约为8.9g/cm³，电阻率约为0.0176Ω·mm²/m，熔点约为1084℃，抗拉强度约为210N/mm²；而铅的比重约为11.34g/cm³，电阻率约为0.2065Ω·mm²/m，熔点约为327℃，抗拉强度约为12N/mm²)。

海底电力电缆铜套管屏蔽层6的外部用挤塑机挤制包覆一层半导电塑料增强保护层7。铜套管屏蔽层6与半导电塑料增强保护层7之间涂有一层粘接剂，使其成为一整体。防止半导电塑料增强保护层7损坏后海水沿夹缝空隙渗透的可能性。这层塑料增强保护层可提高电缆金属屏蔽层的耐浪涌冲击及抗疲劳性2～3倍，这对深海敷设的电力电缆极为重要。同时，所述的铜套管屏蔽层6与塑料增强保护层7联合构成了海底电力电缆的径向阻水和防止海水腐蚀结构。没有塑料增强保护层7对海水的屏障隔离，其内层的铜套管金属屏蔽防海水腐蚀作用将大打折扣。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为三芯海底电力电缆结构示意图。

图2为三芯光电复合海底电力电缆结构示意图。

图3为110～500kV单芯海底电力电缆的结构示意图。

具体实施方式

一种高压、超高压交流铜套屏蔽海底电力电缆，如图1所示，其内层至外层依次分别包括阻水导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、半导电阻水缓冲层5、金属屏蔽层6、半导电塑料增强保护层7、填充条8、成缆捆扎带9内垫层10、金属铠装层11和外被层12。金属屏蔽层6为铜套管屏蔽层，根据不同的海底电力电缆规格铜套管厚度选择在0.15～0.5mm之间，可代替厚度为2～5mm的铅套管金属屏蔽层。对海底电力电缆金属屏蔽层有更高技术要求的可采用厚度为0.5-1.0mm的铜套管屏蔽。