交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)

　　防水海底电缆及技术有那些难点 交联聚乙烯绝缘(XLPE)海底电缆发展于上世纪80年代，多数用于220kV及以下电压等级[1]，其制造和运行经验还远不如充油海底电缆.截止到目前，电压等级高的XLPE交流海底电缆是耐克森(NEXANS)公司正在为位于挪威海的大型OrmenLange天然气田安装的2.2km长的420kV4根单心海底电缆.500kV交流长距离海底电缆，目前应用的仅有充油电缆.

　　与充油电缆相比，XLPE电缆具有以下长处：

　　①XLPE电缆是固体绝缘，不需杂乱的充油体系，不需要检测油位、操控油压，运转费用低;

　　②XLPE电缆没有铅护套，曲折半径小、质量轻，可生产、敷设的长度更长，且在敷设装置和运送时都要比充油电缆简略;

　　③XLPE海底电缆的电气功能和机械功能也都优于充油电缆.正因如此，XLPE绝缘海底电缆的开展有着更广阔的远景，但也有很多技术问题需要处理.一般的交联聚乙烯电缆在直流电压作用下，电缆绝缘中的空间电荷会在某处会集，然后形成此处部分场强过高而被击穿.在绝缘资料中选用增加剂能够减缓电缆绝缘中空间电荷累积，使得交联聚乙烯电缆能够用于直流高压供电.2002年，榜首根挤包型单心直流海底电缆(轻型直流电缆，瑞典ABB)，电压±150kV，长度40km，容量330MW，用于连接纽约长岛和美国的康涅狄格.这种直流海底电缆选用3层聚合资料揉捏成单极性电缆，表里屏蔽层与绝缘层一起揉捏，具有高强度、环保和便于埋葬等长处，适用于深海等恶劣环境.

　　XLPE绝缘直流海底电缆现高电压可达320kV沟通电缆绝缘中的等效电容随电缆长度增加而增大，在能量传输过程中，等效电容与电源间不停地进行着充电放电，其充电电流可到达极大值而影响正常有功负荷的传输，所以沟通海底电缆有个理论上的极限

　　传输间隔，多个跨海工程标明，该间隔约为40km[3]，超越这个间隔，选用沟通传输电能就不具经济性了.而直流电缆长度不受充电电流约束，无需无功补偿装置，制作装置简洁，介损和导体损耗小，有着杰出的市场远景.但高压直流海底电缆还有如空间电荷堆集机理及其按捺办法、直流电压下的绝缘老化机理、新开发绝缘资料的长时间稳定性，部分放电的影响等很多问题有待研究处理."

　　一般超高压沟通海底电缆都是单心的，但由于3心沟通海底电缆能够节约生产和敷设的费用，所以大截面、

　　高电压等级的3心XLPE沟通海底电缆也在逐步推广.2008年，耐克森公司在加拿大敷设了国际上榜首根电压达245kV的3心XLPE绝缘海底电缆.聚乙烯(PE)绝缘电缆和EPR(乙丙橡皮)绝缘电缆乙丙橡皮电缆与XLPE电缆(tgδ≤0.0005)相比，介损正切值tgδ、和介电常数ε都比较大，但与聚乙烯电缆相比更能避免树枝及部分放电，一般只用于中等电压的海底电缆.到目前为止，高等级的乙丙橡皮海底电缆是2001年装置在意大利威尼斯-穆拉诺-梅斯特(Venezia-Murano-Mestre)的150kV海底电缆.

　　充气式电缆

　　充气式海底电缆在结构上与充油电缆很类似，也运用预先浸渍好的纸带做绝缘，再充入带压力的氮气，带压力的气体填充了纸带间的空地，提高了击穿电压.充气式海底电缆可用于交直流输电，它比充油式电缆更适合于较长的海底电缆网.但由于需在深水下运用高气压操作，故此增加了规划电缆及其配件的困难，该电缆一般限于水深为300m以内.

　　海底电缆的相关技术问题

　　海底电缆的防水

　　当机械应力或外力形成电缆护套及绝缘损害、接头损坏时，潮气或水分会沿着电缆纵向和径向空隙浸入，降低绝缘的电气强度，因而大都高压海底电缆都具

　　有避免水分侵略的纵向、径向防水办法.径向办法首要是在绝缘屏蔽和金属屏蔽层外面绕包半导电阻水胀大带，在金属屏蔽层外面增加金属防水层即金属护套，中压电缆电场强度相对较低，一般运用铝塑复合护套，也有仅用聚合物护套的，高压电缆则选用铅、铝、不锈钢的金属密封套.聚合物护套具有防水性，但却有必定的吸水率，这是由于其结构首要是由结晶相和无定形相组成的半结晶高聚物.结晶相结构紧凑，无定形相中的分子摆放疏松，分子间存在较大的空隙.在交变电场的作用下，极性的水分子不断来回翻转，能够透过空隙和晶界缺点处渗透到绝缘资料中.选用聚合物护套时，护套里要加具有吸水作用的阻水剂.

　　纵向阻水首要选用①压紧型线心;②在导线之间和缆心屏蔽区增加阻水性物质，阻断水分在缆心中的分散通道.纵向阻水选用阻水粉填充作用好，它的吸水量为本身的几十倍甚至几千倍，吸水强度大、胀大率高，吸水后可迅速胀大形成凝胶状物质，堵塞渗水通道，停止水分和潮气的进一步分散和延伸，使受潮电缆的长度降到低。