CN110136874A - 一种海上风电用交直流混合海缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风电用交直流混合海缆，包括交流海缆、两根直流海缆、填充层、内衬层、铠装层和外被层；其中，所述交流海缆和两根所述直流海缆绞合成缆，构成三芯结构；所述填充层、内衬层、铠装层和外被层依次包覆在所述交流海缆和直流海缆的外周。本发明一种海上风电用交直流混合海缆，通过将交流海缆与两根直流海缆绞合成一根混合海缆，使风机启动与直流取电输电通过一根海缆完成，一方面使海缆敷设次数由多次降低为一次，可有效降低敷设成本；另一方面交直流混合海缆为圆整的结构，生产及敷设方便，降低敷设的难度。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电领域，特别是涉及一种海上风电用交直流混合海缆。
背景技术
随着海上风电由近海向远海发展，一般采用交流海缆（阵列缆）从风机上采集电能，然后通过升压站，把中高压交流电转换成高压交流电，采用高压交流海缆输出电能，再通过换流站，把高压交流电转换成高压直流电，最后通过直流海缆输出电能。这种去电输电方式，需要建立多个海缆交流换流站，施工工期长，成本高，后期维护繁琐，维护成本高。后来又发展出直接从风机直流取电的方案，该方案省去了交流换电环节，直接采用直流海缆传输电能，节约了交流换流站成本，但需要单独敷设交流海缆和两根直流海缆，一方面两次敷设费用依然很高，另一方面两根直流海缆敷设，两根海缆之间不能形成圆整的外形结构，敷设技术难度大。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种海上风电用交直流混合海缆，能够解决现有风电由近海向远海发展存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种海上风电用交直流混合海缆，包括交流海缆、两根直流海缆、填充层、内衬层、铠装层和外被层；其中，所述交流海缆和两根所述直流海缆绞合成缆，构成三芯结构；所述填充层、内衬层、铠装层和外被层依次包覆在所述交流海缆和直流海缆的外周。
在本发明一个较佳实施例中，所述交流海缆的直径与所述直流海缆的直径相同。
在本发明一个较佳实施例中，所述交流海缆为三芯交流海缆。
在本发明一个较佳实施例中，所述三芯交流海缆的结构自内向外依次包括：第一导体、第一导体屏蔽层、第一绝缘层、第一绝缘屏蔽层、第一金属屏蔽层和第一外护套层。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一金属屏蔽层包括半导电阻水带和铅合金护套，所述铅合金护套包覆在所述半导电阻水带的外周。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一绝缘屏蔽层为抗水树型绝缘材料，所述第一金属屏蔽层包括铜带/铜丝屏蔽层和铝塑复合带；其中，所述铝塑复合带包覆在所述铜带/铜丝屏蔽层的外周。
在本发明一个较佳实施例中，所述直流海缆的结构自内向外依次包括：第二导体、第二导体屏蔽层、第二绝缘层、第二绝缘屏蔽层、阻水带、第二金属屏蔽层和第二外护套。
在本发明一个较佳实施例中，所述交直流混合海缆还包括光缆，所述光缆内置在所述填充层中。
在本发明一个较佳实施例中，所述交直流混合海缆还包括涂胶布层，所述涂胶布层包覆在所述填充层的外周。
在本发明一个较佳实施例中，所述交直流混合海缆还包括无纺布层，所述无纺布层包覆在所述涂胶布层的外周。
本发明的有益效果是：本发明一种海上风电用交直流混合海缆，通过将交流海缆与两根直流海缆绞合成一根混合海缆，使风机启动与直流取电输电通过一根海缆完成，一方面使海缆敷设次数由多次降低为一次，可有效降低敷设成本；另一方面不需要交流海缆升压站，进而节省了升压站的成本，且交直流混合海缆为圆整的结构，生产及敷设方便，降低敷设的难度。
附图说明
图1是本发明一种海上风电用交直流混合海缆一较佳实施例的立体结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1.第一导体，2.第一导体屏蔽层，3.第一绝缘层，4.第一绝缘屏蔽层，5.第一金属屏蔽层，6.第一外护套层，7.第二导体，8.第二导体屏蔽层，9.第二绝缘层，10.第二绝缘屏蔽层，11.阻水带，12.第二金属屏蔽层，13.第二外护套，14.光纤，15.填充层，16.涂胶布层，17.无纺布层，18.内衬层，19.铠装层，20.外被层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1
本发明揭示了一种海上风电用交直流混合海缆，包括交流海缆和两根直流海缆；所述交流海缆和两根直流海缆绞合成缆，构成三芯结构，所述交流海缆和直流海缆的外设置有填充层15，所述填充层15的外周依次包覆有涂胶布层16、无纺布层17、内衬层18、铠装层19和外被层20。所述涂胶布层16和无纺布层17把交流海缆与直流海缆绑在一起，以成缆。
其中，所述交流海缆的直径与所述直流海缆的直径相同，使成缆后的交直流混合海缆形成圆整的结构，满足海缆运输及敷设的要求。
具体地，所述交流海缆为三芯交流海缆，其结构自内向外依次包括：第一导体1、第一导体屏蔽层2、第一绝缘层3、第一绝缘屏蔽层4、第一金属屏蔽层5和第一外护套层6。
所述交流海缆为小规格电压等级的海缆，如35kV电压等级，其第一导体1的规格选用50mm2或70mm2等，用于风机的启动。
其中，根据使用地区的水域深度和敷设环境的复杂程度不同，所述第一金属屏蔽层5也不同。具体地，在使用地区的水域相对浅，敷设环境不复杂的区域，第一金属屏蔽层5使用的是铜带/铜丝屏蔽层和铝塑复合带；其中，所述铝塑复合带包覆在所述铜带/铜丝屏蔽层的外周，且第一绝缘层3为抗水树型绝缘材料。其中，抗水树型绝缘材料具有优异的阻水效果，其与铜丝/铜带共同作用，提高绝缘材料在接触水后的抗老化性能。
在使用地区的水域相对深，敷设环境复杂的区域，第一金属屏蔽层5使用的是半导电阻水带和铅合金护套，且所述铅合金护套包覆在所述半导电阻水带的外周。
所述直流海缆的结构自内向外依次包括：第二导体7、第二导体屏蔽层8、第二绝缘层9、第二绝缘屏蔽层10、阻水带11、第二金属屏蔽层12和第二外护套13。其中，所述第二导体屏蔽层8为半导电绑扎阻水带，所述阻水带11为半导电阻水带，所述第二金属屏蔽层12为铅合金护套。
所述直流海缆为中等电压等级的直流海缆，一般采用100kV、80kV、60kV的电压等级，第二导体7的规格为800mm2、1000mm2、1200mm2、1400mm2等大规格的结构，用于从风机上直接取电并传输。
优选地，所述交直流混合海缆还包括光缆14，所述光缆14内置在所述填充层15中。在交流海缆与直流海缆成缆过程中加入光缆，制造成交直流混合复合光纤海底电缆，进一步提高交直流混合海缆的功能。
另外，根据海上风场资源的不同，可以选择合适规格的交流海缆和直流海缆，交流海缆和直流海缆的直径之间的差值控制在5mm的误差范围内。
本发明直接从风机上取直流电，省去独立的交流海缆的使用，省去海上交流升压站，降低海上风电整体费用；采用交直流混合海缆输送电能，减少交流海缆、直流海缆单独敷设次数，降低敷设费用，提高项目整体经济性。
本发明的海上风电用交直流混合海缆，通过将交流海缆与两根直流海缆绞合成一根混合海缆，使风机启动与直流取电输电通过一根海缆完成，一方面使海缆敷设次数由多次降低为一次，可有效降低敷设成本；另一方面不需要交流海缆升压站，进而节省了升压站的成本，且交直流混合海缆为圆整的结构，生产及敷设方便，降低敷设的难度。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，包括交流海缆、两根直流海缆、填充层、内衬层、铠装层和外被层；其中，所述交流海缆和两根所述直流海缆绞合成缆，构成三芯结构；所述填充层、内衬层、铠装层和外被层依次包覆在所述交流海缆和直流海缆的外周。
2.根据权利要求1所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述交流海缆的直径与所述直流海缆的直径相同。
3.根据权利要求2所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述交流海缆为三芯交流海缆。
4.根据权利要求3所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述三芯交流海缆的结构自内向外依次包括：第一导体、第一导体屏蔽层、第一绝缘层、第一绝缘屏蔽层、第一金属屏蔽层和第一外护套层。
5.根据权利要求4所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述第一金属屏蔽层包括半导电阻水带和铅合金护套，所述铅合金护套包覆在所述半导电阻水带的外周。
6.根据权利要求4所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述第一绝缘屏蔽层为抗水树型绝缘材料，所述第一金属屏蔽层包括铜带/铜丝屏蔽层和铝塑复合带；其中，所述铝塑复合带包覆在所述铜带/铜丝屏蔽层的外周。
7.根据权利要求2所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述直流海缆的结构自内向外依次包括：第二导体、第二导体屏蔽层、第二绝缘层、第二绝缘屏蔽层、阻水带、第二金属屏蔽层和第二外护套。
8.根据权利要求2所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述交直流混合海缆还包括光缆，所述光缆内置在所述填充层中。
9.根据权利要求8所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述交直流混合海缆还包括涂胶布层，所述涂胶布层包覆在所述填充层的外周。
10.根据权利要求9所述的海上风电用交直流混合海缆，其特征在于，所述交直流混合海缆还包括无纺布层，所述无纺布层包覆在所述涂胶布层的外周。
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