水底电力电缆的绝缘结构与陆上电缆很相似，但是绝不能简单地把陆地上使用的电力电缆敷设在水下使用。水底电力电缆在敷设或回修时,由于水的深度、电缆的自重以及敷设机械的作用,电缆上会受到很大的机械应力(拉伸、扭转和张力下弯曲)。此外,水底电力电缆运行在复杂的水下环境中还会受到水底腐蚀性物质和水下生物的侵袭、腐蚀,又会受到船只抛锚、捕渔作业等外机械力的破坏。因此,水底电力电缆的基本特点是体现在它的机械性能上。
一、水底电缆的结构
为了使水底电缆能承受.上述各种机械应力的作用,水底电缆--般采用特殊(加强)的护套结构一加强的金属护套、金属加强带和铠装钢丝。图6-1-1所示为一种典型的水底电缆的结构。它的额定电压是直流土100kV,单根传输容量为50MV.A,已被使用在国内某海岛与大陆电网的连接。电缆路径全长10km,最大水深120m。它的结构特点如下:
(一)导体
标称截面为300mm2,由61根φ2.5mm退火铜线分层绞制后紧压而成。紧压系数为0.85,紧压后的导线既柔软又密实,降低了(在事故情况下)海水沿导线空隙渗透的可能性。
(二)绝缘
采用黏性油浸渍纸绝缘,绝缘厚度为7.5mm,与陆上电缆相同。
(三)金属护套和非金属护套
合金铅护套,厚度为4mm。为了保证铅护套耐腐蚀性能和加强密封,在铅护套外加一层厚度为3.5mm的聚乙烯护套。聚乙烯护套与铅护套之间涂有热溶胶,使其成为一整体,防止聚乙烯护套损坏后海水沿夹层空隙渗透的可能性。这层聚乙烯护套还可以提高铅护套耐疲劳性能2~3倍,这对敷设在深海的电缆极为重要。
(四)金属加强带
为加强金属护套的抗应变强度,在聚乙烯护套外绕包二层耐腐蚀的金属加强带。金属加强带材料通常是合金铜、不锈钢(用于单芯交流电缆)或镀锌钢带(用于三芯交流电缆和直流电缆)。
(五)铠装钢丝
由于该电缆线路途径某些地质条件差的海域,所以全长10km的电缆中有3km采用双层中6.0mm的粗钢丝铠装,以提高电缆在海底的耐磨性能。其余7km采用中6.0mm钢丝单层铠装。单、双层钢丝交叉处设有过渡结构，以免刚度不同而造成局部应力集中。为提高铠装钢丝耐腐蚀性能,每根钢丝外加1mm厚的聚乙烯套。为了不使电缆在敷设时中断作业,该工程要求海底电缆的单根连续长度大于10km。制造厂的单根电缆制造长度,由于受设备条件的限制，只能达到5km左右，所以中间用软接头连结。软接头的结构如图6-1-2所示,其导体用等直径焊接,绝缘采用与电缆绝缘相同规格的纸带绕包而成，外壳用铅合金管焊接在电缆铅护套上。软接头的径向尺寸与所连接的电缆相同或略大于电缆的直径。软接头通常是在工厂里制作好后再与电缆本体一起连续铠装。因此,软接头能与电缆-样承受拉伸、扭转和弯曲等各种机械应力的作用。
