高压海底电力电缆铠装的设计和选型

以保持 电缆 的稳 定性，比如， 可以利用青铜 、铜等
材 料 。然 而 ，在 安 裟海 底 电 缆 的 过 程 中 ， 不 能 选 刷
铝 进 行 铠 装 ， 闭 为 ， 铝 会 受 到 海 水 的 腐 蚀 。 日前 ， 又 出现 了 很 多新 的 铠装 材 料 ， 比如 可 以选 用 芳纶 纤
要 求 ，通 常 可 以 采 用 单 丝 铠 装 的 形 式 。 由于 钢 丝 之
一
、
铠装结构
海 底 电缆 的结 构 可 以分 为 多个 部 分 ， 通常来说，
沥青层的涂抹，降低工 程的成 小。
２ ． 电缆 损 耗
通 常 来 说 ， 铠 装 钢 丝 的材 料 要 采 用 低 碳 钢 ，
一
间具 有 一 定 的 间 隙 ， 因 此 ， 可 以采 用 填 充 绳 等 材 料
进行填充 ，单丝铠 装后的重量较轻，如电缆 为交流
电缆 ，还 能 够 有 效 降 低 磁 滞 的 损 耗程 度 。 在铠装 时，可以安装一些防腐蚀性强的金属 ，
可 以 选 用 一 些 非 磁性 的材 料 ，比如 说 青 铜 、铜 、 铝 等 ， 每 种 材 料 都 有 自 己 的优 缺 点 ， 比 如 说 铜 耐 腐 蚀 能 力 强 ， 电阻 小 ，但 其 造 价 比较 高 ，而 铝 电气 性 能 较 好 ． 但 其耐 腐 蚀 能 力 比较 弱 （ ２ ）使用ｕ 以减 少 磁 感 应 的铠 装 结 构
省 成 本 ，还 能 为 敷 设船 节 省 更 多 可 利 用 的 空 间 ，但 和 扁 线 相 比 ， 圆 线 的造 价 比 较 低 ， 成 本 少 。 往早 期 的铠 装 中 ， 除 了 采 用 圆 线 和 扁 线 之 外 ，还 用 到 开 槽 异 形 型线 。 在浅 水 敷 设 时 ， 一 般 对 张 力 没 有 过 高 的
比较小 ，现 任随 着芳纶 纤维的技术水平提高 ，其保
护 作 用 有 ，极大 的提 高 ， 可 以 用 于 高 压 海 底 电缆 的
铠装。
（ ２ ）节 距
计 。 当 铠 装 结 构 为 双 层 反 向绞 合时 ， 用铜 丝 铠 装 其 内 层 ，用 钢 丝 铠 装 其 外 层 ，从 而 ｕ Ｊ ｆ 以有效降低损耗， 形 成 高 强 度 的铠 装 结 构 。 另 外 ， 还 有 一 种 设 汁 比较 特 殊 ，它 用 一 种 造 价
单 芯 海 底 电缆 的 截 面 处 覆 盖 着 较 厚 的 铜 屏 蔽 层 ， 屏 蔽 层 直 接 接 地 ， 从而 形 成 Ｊ 和 导体 电 流 相 对 应 的 屏 蔽 电流 。 这 两 种 电流 的 方 向 完 全 相 反 ， 可 以 相互抵消磁场，因此，其Ｊ 生 的磁 损 耗可 以 忽 略 不
（ １ ）采 用 非 磁性 的 材 料进 行铠 装
在海 底 电缆 的 铠 装 结 构 中 ，主 要 是 由 一 些 金 属 线 按 照 规 定 的绞 合 节 距 形 成 。高 压 海 底 电缆 的 铠装 丝 具 有 自 身 的特 点 ， 其 铠 装 丝 可 以分 为 圆钢 丝 、扁 钢 丝 、青 铜 丝 、 扁 铜 丝 等 。其 中 ，圆 铠 装 丝 的 直径
维 进 行 铠 装 。很 久 以来 ， 轻 型 的 芳 纶 纤 维 可 应 用 到
层 金 属带 ， 美 国 规 定 的 绝 缘 电缆 铠 装 的标 准 直 径要
求如下。
表 １ 美 国 绝 缘 电 缆 铠 装 标 准 疽 径 要求
海 底 电缆 的 安装 中 ，但 是 纤 维 绳 所 起 到 保 护 作 用 也
高压 海底 电力 电缆铠 装的设计和选型
● 施 朝 晖
【 摘
要 】近 年 来 ，社 会 对于 能源 的 消 耗 逐 渐 增 强 。在 这 样
三 、 选 型 要 求 １ ． 结 构 设 计
锌 钢 丝 进 行 防 腐 ，还 可 以在 制 造 中涂 抹 热 沥 青 。 在 电 缆 运 行 的 过 程 中 ， 电缆 会 受 到 各种 含沙 水 流 的 侵 蚀 作 用 ，导 致 沥 青 层 的 脱 落 。这 时 ， 在脱 落 的部 位 仍 然 有 镀 锌 层 保 护 。 另 外 ，在 防 腐 ｒ ＝ 作 中 ， 还 可 以 在 钢 丝 上 缠 绕 聚 合 物护 套 ， 防止钢丝和海水的接触， 减 轻 对 钢 丝 的 腐 蚀 作 用 。通 过 这 种 方 式 ，节 省 了埘
般 较 大 ， 多为 ５ Ｉ Ｉ Ｕ ｌ ｌ 、６ ｍ ｍ ， 而 扁 铠 装 丝 的 直径 比 若要 设 计 单 芯 电缆 ， 则 通 常 采 用 扁铜 丝 铠 装 。
由于 金属 线 铠装 比 较 紧 密 ， 此 ，可 以在 外 缠绕 一
较 小 ，一 般 为 ２ ｍ ｍ 、３ ｍ ｍ 。
的 背 最 Ｆ， 我 国 逐 渐 加 强 了对 于 新 能 源 的 利 用 和 开 发 。 本
史对商压海底电缆铠装结构和铠装设 计进行 ｒ 分析 。
（ １ ）材 料
关键词】高压 海 底电力 电缆 铠犍 改汁 选 型
高压海 底电缆的重要材料是钢线和铜线 ，但是 和 钢 线 相 比 较 ， 铜 线 的 造 价 更 高 ， 需 要 花 费 更高 的 成本 。同时 ，扁线 和圆线相比，铠装界面相 同时 ， 扁线 电缆 的半径更小，有利于节约材料的使用 ，节
可 主 要 分 为 以下 六 个 部 分 ：导 体 及 导体 屏 蔽 ； 绝缘 体 及 绝 缘 屏 蔽 ： 金 属 护 层 ； 内 、 外护 套 ：铠 装 ； 外
被层 。
这 样 就 会在 导 体 的 周 围 产 生 集 中 的 磁 场 ， 从 而 造 成 交 流 海 底 电缆 的 损 耗 ， 凶此 ． 可 以通 过 一 些 恰 当 的 策 略 ， 降 低 损耗 。
极 高 的 不 锈 钢 丝 进 行 铠 装 。这 种 方 式 被认 为 由 于
在 海 底 电缆 的 铠装 结 构 中 ， 主 要 是 由 ’ 些 金 属 线 按 照 规 定 的绞 合 节距 形 成 节 距 主 要 是 指 铠 装 的 二 、 铠 装 设 计 铠 装 在海 底 电 缆 中 属 于 非 常 重 要 的结 构 ， 其 町 以增 强 海 缆 本体 保 护 水 平 ，并 确 保 海 缆 拥 有 足 够 的 机 械 张 力 ． 在 设 计 时 ． 还 要 要 考 虑 到 铠 装 造 成 的 电 能 损 耗 ， 以及 电缆 载流 量 的 运 行 要 求 。海 底 电缆 在 安 装 时 ， 会 受到 各 种张 力 的 作 用 。这 些 张 力 的来 源 也 比较 多样 ，其 中 包括 悬 挂 段 海 底 电缆 的 重 量 ，还 包 含 敷 发船 在进 行 水平 运 动 时 所 产 生 的附 加 力 。在 安 装 海 底 电缆 的过 程 中 ， 安 装 中 产 生 的 合 力 往 往 比 海 底 电缆 垂 赢海 底 的静 态 力 火 。 因此 ，在 这 个 过 程 中 ，铠 甲要 提 供恰 当 的 机 械 保 护 ，减 少 由于 安装 器 具 、护 具 等 带 来 的 风 险 和 威 胁 。 外 ，如 高压 海 底 单 线 在 绕 着 电缆 旋 转时 ， 行进 一 周 的 距 离 。 在 设 计 节 距 时 ，要 考 虑 到 张 力 的 情 况 ， 电 缆 抗 扭 的 情 况 ， 从 而 进 行 优 化 ， 并提 出 合 适 的 退 扭距 离 ， 保 证 电 缆 不 出现 鼓 包 的 情 况 。 （ ３ ）结 构 在 浅 水 的 区域 时 ， 可 以采 用 细钢 丝 进 行 铠 装 ， 安装之前要进行 Ｇ ］ ［ Ｏ Ｒ Ｅ 导 则规 定 的张 力 弯 曲试 验 ， 确 保 其 通 过 试 验 。 在深 水 区域 时 ，海 底 的 压 力比 较 大 ， 腐 蚀 作 用 也 较 强 ，所 以可 采 用 双 层 反 向 绞 合 的 铠装层。 双 层 铠 姨 层 比单 层 铠 装 层 的 抵 御 能 力 更 强 ，