220kV大长度光纤复合海底电力电缆的研制.pdf
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1、2 0 1 0年第 6期 No 6 2 O1 O 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e Ca b l e 2 0 1 0年 1 2月 De c , 2 01 0 2 2 0 k V大长度光纤复合海底电力 电缆的研制 沈 佩 芳 ( 宁波海缆研究院 , 浙江 宁波 3 1 5 0 4 0 ) 摘 要 : 论 述 了 2 2 0 k V 大 长度 光 纤 复 合 海 缆 结 构 设 计 、 工 艺技 术 与 关键 装 备 的研 究 , 以及 产 品性 能 试 验 。 关键词 : 2 2 0 k V光纤复合海底电缆 ;交联聚 乙烯绝缘 ;大长度 ;工艺技术 ;关键装备 ; 试
2、验 中图分类号 : T M 2 4 7 9 ; T N 8 1 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 6 9 0 1 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 1 - 0 3 De v e l o pme n t o f a La r g e Le ng t h 2 2 0 k V Su bmar i n e Co mpo s i t e Po we r Ca bl e wi t h Opt i c Fi be r s S HEN Pe i f a n g ( N i n g b o R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S u b ma r
3、 i n e C a b l e s ,N i n g b o 3 1 5 0 4 0,C h i n a ) Abs t r a c t :I n t e r ms o f a l a r g e l e ng t h 2 2 0 kV s u bma r i n e c o mpo s i t e p o we r c a b l e wi t h op t i c f i be r s ,t h i s pa p e r p r e s e n t s t h e c o ns t r u c t i o na l d e s i g n,ma n u f a c t u r i n g
4、 t e c h n o l o g y a n d t h e i n v e s t i g a t i o n o f t he k e y e q u i p me n t a s we l l a s pr o d uc t p e r f o r ma n c e t e s t s Ke y wo r d s : 2 2 0 k V s u b ma r i n e c o mp o s i t e p o we r c a b l e wi t h o p t i c fi b e r s ;c r o s s l i n k e d p o l y e t h y l e n
5、 e i n s u l a t i o n ;l a r g e l e n g t h; ma n u f a c t u r i n g t e c hn o l o g y;ke y e q ui pme n t ;t e s t 0 引 言 自 2 0世 纪 5 0年代 美 国 G E公 司发 明并应 用 化 学交 联 工 艺 制 造 交 联 聚 乙烯 ( X L P E)电 缆 以 来 , X L P E电力电缆以其电气性能 良好 、 耐热性能好 、 传 输容量大、 结构轻便 、 易于弯曲、 安装方便等特点 , 已 逐 步取代 了充 油 电缆 , 被 广泛 地 使用 在超 高 压
6、电 网 上 , 最宜用 于长 距离 、 高落差 的海底 电缆 。 X L P E绝缘 海底 电缆 制造 技 术一 直 是 为世 界 公 认 的大型 复杂 的 技 术 工程 , 尤其 是 X L P E绝 缘 光 纤 复合海底电缆, 它将光纤单元与电力 电缆复合在一 起 , 同时输送 电能 和 传输 数 据 , 既 节 约成 本 , 又 降 低 敷设施 工次数 , 还 可在 电缆 运行 过 程 中利用 通 信 光 纤链路 本身来 实现传 感 预警功 能 。 近年来, 随着海洋经济的发展 , 对高压 X L P E绝 缘海底 电缆需 求逐年 增大 , 国 内每年海 底 电缆 、 管 道 铺设 长度
7、 接近 5 0 0 0 k m, 海 底 电缆 占整个 铺设 量 的 3 0 一 4 0 左右 。2 0 0 7年宁 波东 方集 团承担 了 大 长度 2 2 0 k V光 电复 合 海底 交联 电缆 工艺 技术 与关 收 稿 日期 : 2 0 1 0 0 6 1 8 基金项 目: 国家 “ 十 一 五” 科 技 支 撑 计划 项 目子 课 题 ( 2 0 0 7 B AE1 9 B 0 2 ) 作者简 介: 沈佩芳 ( 1 9 6 4一) , 女 , 高级 工程师 , 副 总工程 师 作者 地 址 : 浙 江 宁 波 市 高 新 区 扬 帆 路 9 9 9弄 1号 3 1 5 0 4 0 键
8、装备研究 的“ 十一五” 国家科技支撑计划项 目, 与上海电缆研究所合作 , 研究大长度 2 2 0 k V光 电复 合海 底 电缆 产业化 工 艺 技术 和 关 键装 备 , 解 决跨 海 电能和信息传输的网络瓶颈, 适应 中国电力、 电信建 设 和海洋经 济快速 发展需 要 。 1 2 2 0 k V光纤复合海底电缆 结构设计 海底 电缆对使用寿命和技术要求很高, 主要是 海 底 电缆 所处 的环境 恶劣 , 海底地形 复杂环 境多变 , 除 了应具 备陆上 电 缆 的基 本性 能 外 , 还应 具 备 满足 海底 环境 变化所 特需 的各 种性 能 , 如 海底 电缆 的阻 水性 能 、
9、 机 械性 能 、 耐腐 蚀 性能 、 光 纤 传输 的防 护性 能等 , 因此对其结构设计有更高的要求。 海 底 电缆 结 构 主 要 包 括 导 体 、 绝 缘 、 半 导 电 屏 蔽 、 纵 向阻水 缓冲层 、 铅套 、 外护套 、 内衬层 、 防蚀层 、 金属丝铠装层和电缆外被层 , 并在内衬层 中设置光 纤单元。本次研制 的 2 2 0 k V光纤复合海底 电缆型 号规格 为 HY J Q 4 1 1 X 1 6 0 0+ 2 4 D+2 A 1 , 结 构 示 意 图见 图 1 , 结 构尺 寸见 表 1 。 海底 电缆导体设计与陆缆不同, 除了满足导电 性能要求外 , 还必须具有
10、很 高的阻水性能。G B Z 1 8 8 9 0 -2 0 0 2标准规定 1 0 0 0 IT I m 以上导体应采用 分割导体结构, 但海底电缆的特殊使用环境 , 采用分 割导体较难解决导体热膨胀后的阻水性能。通过对 国外海 缆结 构 的了解和大 量 的试 验验证 , 截面 1 6 0 0 m m 导体采用 了圆形紧压结构加阻水材料 , 提高了 2 0 1 0年第 6期 No 6 2 01 0 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e Ca b l e 2 0 1 0年 l 2月 De c , 2 01 0 图 1 2 2 0 k V光纤复合海底 电缆结构 1 一阻水导体
11、2一导体屏蔽3一X L P E绝缘4一绝缘屏蔽 5一阻水缓 冲层6一铅套7一外护套8一防蚀层9一内衬层 1 O一填充层1 1一光纤单元1 2一铠装层1 3一外被层 表 1 2 2 0 k V光 纤复合海底电缆结构 尺寸 项 目名称 标称厚度 m m 直径 mm 阻水导体 4 8 0 导体屏蔽 1 3 5 1 O X L P E绝缘 2 4 O 9 9 O 绝缘屏蔽 1 2 l 0 1 4 半导电阻水带 2 0 5 1 0 4 4 铅套 4 0 1 l 2 4 聚乙烯护套 3 6 l l 9 6 防蚀层 l 0 1 5 l 2 O O 内衬层 2 0 1 2 4 O 填充层 7 5 l 3 9
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