三芯光电复合海底电力电缆设计及制造之一——结构设计

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1、2012年第3期电线电缆2012年6月No．32012ElectricWire＆CableJun．，2012三芯光电复合海底电力电缆的设计与制造之一———结构设计吴建宁，郑运焱，吴弘(宜昌联邦电缆有限公司，湖北宜昌443007)摘要:详述了大长度交联聚乙烯绝缘三芯光电复合海底电力电缆的结构设计。关键词:三芯光电复合海底电力电缆;交联聚乙烯绝缘;结构设计;制造中图分类号:TM247．9;TN818文献标识码:A文章编号:1672-6901(2012)03-0020-04DesignandProductionofThreeCorePowerOptica

2、lCablePartⅠ:StructureDesignWUJian-ning，ZHENGYun-yan，WUHong(YichangUnioncableCo．，Ltd．，Yichang443007，China)Abstract:ThispaperpresentssystematicallythestructuredesignofalongACXLPEinsulatingthreecorepoweropti-calfibercablecompositesubmarinecable．Keywords:threecorepoweropticalfiber

3、cablecompositesubmarinecable;XLPEinsulation;structuredesign;pro-duction0引言1三芯光电复合海缆的结构设计近年来，随着国民经济的发展，国家电力事业突产品规格为64/110kV3×630+24B1，XLPE飞猛进。从沿海岛屿到内陆江湖沼泽地区，从海洋绝缘、分相铅套、粗圆钢丝铠装光电复合海底电缆。石油勘探平台到海岸风能发电场，各种电压等级的图1是三芯XLPE绝缘光电复合海底电力电缆结构大长度海底、水下交联聚乙烯(XLPE)电力电缆需图，结构尺寸见表1。求量猛增。尤其是国家石油能源的短

4、缺，随着石油的开发勘采向深海远洋转移，深海石油及可燃冰的开发都提到了议事日程，国家急需高质量大长度的石油勘采平台用海底电缆。在海上风能发电场招标建设中，35～220kV级海底电力电缆的订单达数千公里;220kV交流三芯光电复合海底电缆需求量超过千公里，最长的单根交货长度达36km。这些都给国内海底电缆制造厂家带来新的发展机遇和挑战。三芯海底电力电缆的设计及工艺与陆地电力电缆有许多不同，本文以某电缆公司出口南美洲的图1三芯光电复合海缆结构图110kV3×630+24B1XLPE绝缘光电复合海底电1－阻水导体2－导体屏蔽3－XLPE绝缘力电缆为例，对三

5、芯光电复合海底电力电缆的设计4－绝缘屏蔽5－半导电阻水层6－合金铅套7－塑料增强保护层8－填充条9－成缆捆扎带原理与工艺，做较详细的解析和介绍。10－内衬层11－钢丝铠装12－外被层13－光缆单元1．1阻水导体的设计收稿日期:2011-12-01(1)铜导体采用正规绞合，分层嵌入阻水带，分作者简介:吴建宁(1952－)，男，高级工程师．层紧压。正规绞合是为了方便内层线芯做阻水处作者地址:湖北宜昌市亭区民主路1号［443007］．理，以及在制作工厂软接头时，焊接铜导体较方便，2012年第3期电线电缆2012年6月No．32012ElectricWi

6、re＆CableJun．，2012且有足够的机械强度。1．3阻水缓冲层2110kV630mm海缆导体可采用58根3．86在绝缘屏蔽层外重叠绕包层半导电阻水膨胀mm软铜线分层绞合紧压结构，绞线层数为5层，每带，其作用为:层根数为1+6+12+17+22。(1)半导电阻水缓冲层与导体中嵌入的阻水材表1三芯光电复合海缆结构尺寸料共同构成了海底电缆的纵向阻水结构。名称标称厚度/mm外径/mm(2)对下一道连续挤铅工序提供一层必要的防阻水导体58根/3．8630．0烫伤保护层。半导电阻水带+导体屏蔽0．3+1．433．4(3)对XLPE绝缘层运行温升产生

7、的膨胀起到XLPE绝缘16．566．4缓冲作用。绝缘屏蔽1．268．81．4合金铅护套半导电阻水带1×0．570．3(1)合金铅护套厚度的设计合金铅套2．875．9合金铅护套作为海底电力电缆的金属屏蔽层，塑料增强保护层2．681．1亦是海缆的径向阻水层和防腐蚀层，同时又是瞬态填充条(成缆外径)－174．6短路电流的通路。铅护套的厚度因客户的技术要求成缆捆扎带2×0．2175．4可做适当调整，但应避免客户套用油浸纸绝缘海缆内衬层2．0179．4的铅套设计规范，使XLPE绝缘海缆的铅护层设计钢丝铠装92根/6．0191．4过厚。外被层+包带4．0+0

8、．2199．8三芯海底电力电缆铅套的标称厚度设计按下式24芯光缆单元15－计算:T=0．03Dg+0．8(2)导体的阻水