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防海水電纜及技術難點

發布日期:2017-12-05 作者: 點擊:

    交聯聚乙烯絕緣電纜(XLPE)


  交聯聚乙烯絕緣(XLPE)海底電纜發展於上世紀80年代,多數用於220kV及以下電壓等級[1],其製造和運行經驗還遠不如充油海底電纜.截止到目前,電壓等級最高的XLPE交流海底電纜是耐克森(NEXANS)公司正在為位於挪威海的大型OrmenLange天然氣田安裝的2.2km長的420kV4根單心海底電纜.500kV交流長距離海底電纜,目前應用的僅有充油電纜.

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  與充油電纜相比,XLPE電纜具有以下優點:


①XLPE電纜是固體絕緣,不需複雜的充油係統,不需要檢測油位、控製油壓,運行費用低;

②XLPE電纜沒有鉛護套,彎曲半徑小、質量輕,可生產、敷設的長度更長,且在敷設安裝和運輸時都要比充油電纜簡單;

③XLPE海底電纜的電氣性能和機械性能也都優於充油電纜.正因如此,XLPE絕緣海底電纜的發展有著更廣闊的前景,但也有眾多技術問題尚需解決.普通的交聯聚乙烯電纜在直流電壓作用下,電纜絕緣中的空間電荷會在某處集中,從而造成此處局部場強過高而被擊穿.在絕緣材料中采用添加劑可以減緩電纜絕緣中空間電荷累積,使得交聯聚乙烯電纜可以用於直流高壓供電.2002年,第一根擠包型單心直流海底電纜(輕型直流電纜,瑞典ABB),電壓±150kV,長度40km,容量330MW,用於連接紐約長島和美國的康涅狄格.這種直流海底電纜采用3層聚合材料擠壓成單極性電纜,內外屏蔽層與絕緣層同時擠壓,具有高強度、環保和便於掩埋等優點,適用於深海等惡劣環境.    

XLPE絕緣直流海底電纜現最高電壓可達320kV交流電纜絕緣中的等效電容隨電纜長度增加而增大,在能量傳輸過程中,等效電容與電源間不停地進行著充電放電,其充電電流可達到極大值而影響正常有功負荷的傳輸,所以交流海底電纜有個理論上的極限。

  

傳輸距離,多個跨海工程表明,該距離約為40km[3],超過這個距離,采用交流傳輸電能就不具經濟性了.而直流電纜長度不受充電電流限製,無需無功補償裝置,製造安裝簡便,介損和導體損耗小,有著良好的市場前景.但高壓直流海底電纜還有如空間電荷積累機理及其抑製方法、直流電壓下的絕緣老化機理、新開發絕緣材料的長期穩定性,局部放電的影響等眾多問題有待研究解決."


一般超高壓交流海底電纜都是單心的,但由於3心交流海底電纜可以節省生產和敷設的費用,所以大截麵、


  高電壓等級的3心XLPE交流海底電纜也在逐步推廣.2008年,耐克森公司在加拿大敷設了世界上第一根電壓達245kV的3心XLPE絕緣海底電纜.聚乙烯(PE)絕緣電纜和EPR(乙丙橡皮)絕緣電纜乙丙橡皮電纜與XLPE電纜(tgδ≤0.0005)相比,介損正切值tgδ、和介電常數ε都比較大,但與聚乙烯電纜相比更能防止樹枝及局部放電,一般隻用於中等電壓的海底電纜.截至目前為止,最高等級的乙丙橡皮海底電纜是2001年安裝在意大利威尼斯-穆拉諾-梅斯特(Venezia-Murano-Mestre)的150kV海底電纜.


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