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海底電纜是什麽?

海底電纜是用絕緣材料包裹並鋪設在海底用於電信傳輸的電線。現代海底電纜都使用光纖作為傳輸電話和互聯網信號的材料。1850英法之間鋪設了世界上第壹條海底電纜。我國第壹條海底電纜完成於1888,兩條電纜,壹條是福州石川島與臺灣省虎威(淡水)之間,長177海裏,另壹條是臺南安平至澎湖,長53海裏。

1.概觀

海底電纜,英文名:Submarine cable,是鋪設在海底、河流下的電纜,分為海底通信電纜和海底電力電纜。海底通信電纜主要用於通信業務,價格昂貴但高度保密。海底電力電纜主要用於水下傳輸大功率電能,與地下電力電纜功能相同,但應用場合和敷設方式不同。由於海底電纜工程是世界各國公認的復雜、高難度的大型工程,復雜的技術應用於環境勘探、海洋物理調查以及電纜的設計、制造和安裝,世界上只有少數幾家海底電纜制造商,主要是挪威、丹麥、日本、加拿大、美國、英國、法國、意大利等國,這些國家除了制造之外,還提供鋪設技術。

國內現在能生產海底電力電纜的廠家有沈陽電纜廠和上海電纜廠。目前,中國使用的海底電力電纜仍然需要進口。

使用

海底通信電纜主要用於長距離通信網絡、長距離海島、跨海軍事設施等重要場合。海底電力電纜的敷設距離比通信電纜短得多,主要用於陸地島嶼、穿越河流或港灣、從陸地連接鉆井平臺或互連鉆井平臺。壹般情況下,使用海底電纜傳輸電能無疑比相同長度的架空電纜更貴,但往往比使用小型孤立電站進行區域發電更經濟,在近海地區更有收益。在有許多島嶼和河流的國家,這種電纜被廣泛使用。

3.適用類型和範圍

浸漬紙包電纜——適用於交流不超過45kV,DC不超過400kV的線路,目前只安裝在水深小於500m的水域;獨立充油電纜-適用於高達750kV的直流或交流線路。因為電纜是充油的,所以可以在水深500m的海域鋪設,沒有任何困難;擠壓絕緣(交聯聚乙烯絕緣、三元乙丙橡膠絕緣)電纜-適用於高達200千伏的交流電壓。與聚乙烯相比,乙丙橡膠可以防止分支現象和局部漏電,使海底電纜更有效地發揮作用;“油壓”管纜——只適用於幾公裏長的電纜系統,因為它在機械上受限於將極長的電纜拉入管道;充氣(壓力輔助)電纜——用浸漬紙包裹的充氣電纜比充油電纜更適用於長海底電纜網。然而,由於需要在深水中的高壓下操作,設計電纜及其附件是困難的,深水通常限於300米的水深

4.制造工藝

海底電力電纜整個制造過程與壹般電力電纜基本相同,但對電纜機械強度和防腐有壹些特殊要求,要求電纜長度盡可能延長。浸漬紙電纜和擠壓絕緣電纜的制造工藝簡述如下。浸漬紙電纜先用絕緣紙包裹,然後真空幹燥,浸油,導體芯完成後再包鉛護套。這時候必須不斷擠壓。極長纜芯的擠出是極其重要的壹步,必須日夜進行。充油電纜的線芯從儲罐經虹吸輸送管至鉛壓機,脫氣油註入管內,反方向流向線芯,以隔絕線芯與空氣的接觸。線芯包好鉛護套後,需要在旋轉平臺上盤繞(如果是充油或充氣的電纜,可以單獨加入適量的金屬增強材料),然後給電纜包聚乙烯護套(擠出聚乙烯護套也是連續作業),最後再包兩層鍍鋅鋼絲鎧裝,並塗上油和麻浸漬。在最終生產過程中,鉛護套和金屬帶必須在適當的階段通過聚乙烯護套接地。交聯聚乙烯電纜和乙丙橡膠絕緣海底電纜的生產工藝除了合成橡膠絕緣層的擠出硫化外,大部分與紙絕緣鉛護套電纜相似,但不使用鉛護套。

5.性能指標和檢查方法

主要是電氣性能指標和機械物理性能指標。這些指標和檢驗方法與地下電力電纜相同。

電氣性能指標:導體的DC電阻和交流阻抗;絕緣層的絕緣電阻;介電損耗;電流承載能力;電纜的電容和電感;金屬護套的感應電壓和電流。

機械物理性能指標:電纜的機械強度;導體的抗拉強度和伸長率;絕緣層材料的機械和物理性能等。

檢驗方法:我國主要采用國際電工委員會推薦的標準,包括IEC60502、IEC540、IEC 60141-1 ~ IEC 60141-4等。世界上大多數電纜制造商都有自己的標準,主要是日本的JIS、英國的BS和加拿大的CSA。

6.包裝、儲存和運輸

因為海底電纜希望做得更長,以減少接頭數量,所以最好在沿海生產。其包裝應不同於其他電纜。通常,電纜被卷繞在電纜存儲卷軸或轉盤上,以便運輸到電纜敷設船,電纜敷設船將電纜運輸到敷設區域。電纜鋪設船是專門為鋪設電纜而設計和建造的。該船還必須配備龍門起重機、電纜絞車和註油系統等設施,但也可以使用其他配備專門用於鋪設電纜的附加機械設備的船舶。

7.預防措施

海底電纜是實行出口質量許可制度的產品,生產企業必須按規定取得國家出入境檢驗檢疫部門頒發的出口質量許可證書後,方可生產出口產品。

目前,中國大陸與臺灣省島之間沒有直接的通信光纜連接,信息交換壹般通過美國的海底光纜進行。目前,世界範圍內的全球互聯網是通過海底通信光纜實現的。目前,正在籌建的“太平洋高速公路”海底光纜系統將達到2.5萬公裏,連接中國、美國、日本、韓國等多個太平洋國家。

1866跨大西洋光纜鋪設成功,實現了歐美之間的跨大西洋電報通信。今天,隨著社會經濟和科學技術的發展,海底管道的種類越來越多。根據用途,海底管道可以簡單地分為石油管道、天然氣管道和水管道。海底電纜主要包括通信電纜、傳輸電纜和通信電纜。