摘要：海底电缆是铺设于海洋底部的电缆，用于海上电力传输和电信传输。随着国家海洋战略的发展和绿色能源应用的推广，给海底电缆产品提供了极大的市场。本文通过对海底电缆的介绍，希望给相关人员的学习和研究提供一些参考。
关键词：海底电缆；电缆结构
引言
海底电缆输电工程是跨海域联网工程建设的重要组成部分，在实现电网国际化、区域电网互联进程中，具有重要意义。
1 海底电缆结构组成
海底电缆是由导体，绝缘和保护绝缘不受机械损伤，化学侵蚀，潮汐作用的重型保护层组成。
1.铜导体 2.导体屏蔽(HDPE) 3.绝缘层（XLPE） 4.绝缘屏蔽（HDPE）
5.半导电阻水带 6.金属屏蔽 7.铜带 8.阻水带 9.PE护套 10.OP光单元 11.PE填充条 12.PP绳 13.钢丝铠装 14.PP绳
图1 海缆典型结构图
1.1 导体
导体用于承载电流，通常由铜或铝组成，主要有以下几种类型：实心导体、圆单线绞合导体、型线导体和分割导体。
实心导体，导体是由实心单芯构成，IEC标准的I类导体。这种导体通常用于截面积400mm2及以下的场合。这种导体制作容易，具有天然良好的纵向阻水性能。缺点是刚度大，弯曲性能差，绝缘层和导体易产生滑动。
圆单线绞合导体，大多数海底电缆的导体由圆单丝绞合而成，IEC标准的2类导体。单丝在绞线机上逐层绞合。导体通过模具或辊轮装置紧压，既可以逐层紧压，也可绞合后紧压。紧压减小了单丝间的间隙，填充系数可以达到92%。大截面导体会产生附加的磁损耗，减少电缆载流量，同时单丝或导线可通过电气绝缘减少“临近效应”，但不能减少“趋肤效应”。
型线导体，导体由截面呈块状的单线构成，在绞线机上，单丝完整绞合成圆形的导体，填充系数可达96%或更高，导体表面非常光滑。大截面高压直流海底电缆常用此类导体。IEC标准并未包括型线导体，较少采用。
图2 型线导体
分割导体，分割导体由美国人H.Milliken发明，为了减少趋肤效应的一种导体设计。制作分割导体，首先将圆单丝绞合成标准的导体股线。股线再压制成三角扇形，并进行预扭。最后数个股块绞合成圆形导体。
图3 分割导体
1.2 绝缘
电缆的绝缘为内外电势表面极高的电势差提供了有效屏障。
聚乙烯（PE），是一种碳氢化合物，该材料为非极性和半结晶质。聚乙烯具有热塑性，在不同的密度范围内使用，分低密度聚乙烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
交联聚乙烯（XLPE），交联聚乙烯始于聚乙烯，通过交联工艺将低密度聚乙烯的长分子链形成三维网状，从而将热塑性的聚乙烯转变成热固性的交联聚乙烯。交联过程不可逆，防止了聚合物在高温下熔融，在超过300℃时只会高温分解而不会融化。
1.3 导体屏蔽和绝缘屏蔽
导体屏蔽由挤包的半导电材料组成，消除导体表面的电场集中，防止绝缘层与导体之间产生间隙而引起局部放电，提高电缆工作场强。绝缘屏蔽由挤包的半导电材料组成，挤包在每个缆芯绝缘层上，起到均匀电场作用，以及防止绝缘层与金属屏蔽之间产生间隙而引起局部放电。
1.4 阻水护套
绝缘必须予以保护，免受水分侵入的损害，以保持绝缘强度。高压海缆具有金属护套，如铅合金护套、复合铝套等。
铅护套，有最优异的径向阻水性能，能够完全阻挡水分的入侵和潮气的渗透。欧洲标准EN50307 规定了电缆用系列铅合金。
复合铝套，采用铝塑复合带纵向包覆在绝缘缆芯外作为径向阻水层。尽管铝箔能完全阻挡水分和潮气，但微量的潮气通过接缝处渗透进电缆，所以一般用于中低压海底电缆中。
1.5 铠装
铠装是海底电缆重要的结构元件，提供机械保护和张力的稳定性。铠装还需要提供足够的机械保护，防止渔具和锚具带来的外部威胁。
海底电缆的铠装绞制是单丝沿电缆按一定的绞合节距进行，通常为铠装层下电缆直径的10-30倍，铠装单丝直径一般选用2-8mm的镀锌低碳钢丝或是铜丝。
1.6 外披层
外皮层用以保护在运输、深埋安装过程中海缆铠装。通常海底电缆的外披层是聚丙烯绳（PP绳）形式。它们可以在海缆牵引或敷设过程中保护电缆。同时外披层必须进行标记，通常采用黄色的PP绳标记，使水下机器人可以识别海缆，便于海缆的安装和维修。
2 结论
通过上文对海底电缆的基础知识和结构的简单介绍，希望能够能为海底电缆的学习和研究提供参考。
参考文献
[1] IEC 60502：2005,额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件[S].
[2]GB/T 12706-2008,额定电压35kV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆及附件[S].
[3]Thomas Worzyk.海底电力电缆[M].北京：机械工业出版社，2008,10:32-43.
论文作者:张东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/9
标签：导体论文; 电缆论文; 海底论文; 聚乙烯论文; 单丝论文; 护套论文; 交联论文; 《基层建设》2018年第17期论文;