海纜的種類可以從四個(gè)方面來(lái)簡(jiǎn)單劃分。從結(jié)構(gòu)上看，主要分為三芯海纜和單芯海纜，中低壓線路使用三芯海纜居多，高壓線路使用單芯海纜居多;從功能上看，半個(gè)世紀(jì)前，海纜只有單純的電能傳輸功能，現(xiàn)在的海纜集成了兩種功能，有效地實(shí)現(xiàn)了電能和信號(hào)在同一根纜線上傳送;從絕緣組成看，分為充油絕緣海纜和擠出塑料絕緣海纜;從負(fù)荷類型看，分為直流海纜和交流海纜，直流海纜特點(diǎn)是損耗小，易于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸電，但直流海纜的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并不豐富，直流換流站等配套建設(shè)費(fèi)用高昂，交流海纜損耗大，但運(yùn)維技術(shù)成熟，配套建設(shè)費(fèi)用小，因此海纜線路設(shè)計(jì)者們通常要進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的權(quán)衡，實(shí)現(xiàn)效益最大化。
發(fā)展大事記
1954年瑞典哥特蘭島與大陸之間敷設(shè)了世界上第一條商業(yè)運(yùn)行的100 kV，長(zhǎng)度 98 km海纜。
1986年珠江-虎門海纜工程投運(yùn)，該工程是我國(guó)最早的海纜工程，輸電電壓等級(jí) 220kV，長(zhǎng)度2.7 km，輸送容量 380 MW。
2009年中國(guó)海南500 kV聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn)，該工程是目前世界最高電壓等級(jí)的交流海纜工程之一，實(shí)現(xiàn)了600 MW的電能傳輸。
2018年擬于2018年投運(yùn)的舟山500 kV聯(lián)網(wǎng)輸變電工程將使用國(guó)際首創(chuàng)，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的500 kV交聯(lián)聚乙烯絕緣海底電纜，該海纜系統(tǒng)正在中國(guó)電科院電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。
國(guó)外權(quán)威市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Navigant Research稱，保守預(yù)計(jì)2023年，全球海底電力電纜安裝數(shù)量將達(dá)到304條，預(yù)計(jì)2017-2021年全球海底電力電纜年復(fù)合增率將達(dá)到5.12%。這是近年世界經(jīng)濟(jì)一體化、能源需求日益強(qiáng)烈、環(huán)境友好要求等因素共同推動(dòng)的結(jié)果，越來(lái)越多的海纜工程已經(jīng)為世界海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展吹響了號(hào)角。全球海纜連接如下圖所示。
全球海纜連接示意圖
生命起源于海洋，人類繁衍于陸地，人類對(duì)海洋有天生的親近感，但海洋的神秘莫測(cè)并不遜色于浩瀚的宇宙。海洋環(huán)境的復(fù)雜性對(duì)海纜工程提出了很高的要求，海纜工程是世界公認(rèn)的難題，施工難度大，維護(hù)成本高，世界上只有少數(shù)企業(yè)有能力進(jìn)行海底高壓電纜的敷設(shè)與調(diào)試，海纜市場(chǎng)的發(fā)展受到了很大的限制。不過(guò)，隨著技術(shù)的發(fā)展，需求的快速增長(zhǎng)，越來(lái)越多的企業(yè)開始投入到海纜輸電整體解決方案中。對(duì)于深度小于200米的淺海區(qū)，通常采用埋設(shè)，對(duì)于深度大于200米的深海區(qū)，通常采用敷設(shè)，主要涉及三個(gè)階段：勘察清理，海纜敷設(shè)和沖埋保護(hù)。
海纜的敷設(shè)
海纜的絕緣結(jié)構(gòu)和陸地電纜基本一致，但是由于海纜的應(yīng)用環(huán)境比陸地復(fù)雜很多，因此設(shè)計(jì)者們給它多穿了一套“軟猬甲”，保護(hù)海纜免受損傷。典型的海纜結(jié)構(gòu)如下圖所示。
典型的海纜結(jié)構(gòu)
最外層是PP繩和瀝青，用來(lái)抵御海水腐蝕、下一層是鋼絲鎧裝，用來(lái)加強(qiáng)海纜的機(jī)械強(qiáng)度，防止外力破壞、鉛護(hù)套用來(lái)抵御海水腐蝕和強(qiáng)大的水壓、阻水層可以阻止當(dāng)鉛護(hù)套損壞時(shí)，海水滲入鉛護(hù)套并沿軸向擴(kuò)散、海纜絕緣層和陸纜絕緣層沒(méi)有區(qū)別，用來(lái)傳送能量、內(nèi)外屏蔽層用來(lái)均勻電場(chǎng)分布，提高絕緣壽命、基于阻水考慮，采用緊壓導(dǎo)體引導(dǎo)能量傳輸。正是這些獨(dú)特的機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)，海纜才可以“安心”地躺在海底工作。
