CN202363163U - 一种高压直流海底电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流海底电缆，从内到外包括导体、内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层、径向阻水层、金属护层、内护层、内衬层、钢丝铠装和外护层，在导体和内半导电屏蔽层间挤包有辅助内半导电屏蔽层，在外半导电屏蔽层和径向阻水层之间挤包有辅助外半导电屏蔽层。本实用新型增加了辅助内半导电屏蔽层和辅助外半导电屏蔽层，表面平整、光滑，不会有剥落或者粉末状，还能起到缓冲作用不会因为挤出加工使内半导电屏蔽层甚至绝缘挤入导体中，同时保护外半导电屏蔽层和绝缘层不会因为金属护套挤出过程中的高温引起烫伤，以及压制波纹时的机械力损伤，且有效抑制了空间电荷的产生，有效导出电流。

Description

一种高压直流海底电缆

技术领域

   本实用新型涉及电力电缆领域，具体是一种高压直流海底电缆。

背景技术

随着电力系统的不断扩大，输电功率的不断增加，输电距离逐渐增长，交流输电逐渐遇到一些技术瓶颈，采用直流输电是解决输电技术困难的方向之一。直流输电相比于交流输电具有输送效率高、线路损失小、调节电流和改变功率传递方向方便、投资费用少，长度不受电容电流的限制、可作为两种电网的联接线、能降低主干线与电网间的短路电流、电晕无线电干扰小等优点。有多项研究证实交联聚乙烯中的空间电荷是导致电缆早期绝缘失效的主要原因。空间电荷注入电介质内，造成材料内部电场畸变，并最终导致材料的击穿，绝缘材料失效。绝缘介质中的空间电荷问题已经成为制约电力电缆向高电场发展的主要因素之一。

在导体和绝缘、绝缘和外屏蔽之间必须有半导电屏蔽层是公认的高压交流或直流电缆必须具有的结构，半导电屏蔽层是中、高压电力电缆中至关重要的一层，半导电屏蔽层起到均匀电场的作用，可以降低绝缘层内的电应力，防止绞合导体和绝缘表面发生电晕放电，防止在短路时因导体过热而引起绝缘的损伤，长期运行经验表明半导电屏蔽层对电缆使用寿命也有重大影响。

中国实用新型专利CN201975152U公开了一种高压直流电缆，包括导体、内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层、径向阻水层、纵向阻水层、护套。该专利的结构与高压交流电缆的结构基本相同，该专利的内半导电屏蔽层为单层挤出的内半导电聚合材料，由于电缆的导体为绞合结构，单线之间存在缝隙，特别是大截面电缆导体其导体表面的缝隙更大，电缆内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层挤出时，为了使材料的内部紧密、不产生气泡，需要较大的压力，在压力作用下，内半导电屏蔽层甚至绝缘会挤入导体中，同时，绞合导体表面的不光滑也会擦伤内半导电屏蔽层甚或绝缘层造成质量隐患或者直接造成击穿，内半导电屏蔽层和绝缘的表面不平整或被擦伤，也是产生空间电荷的一个主要原因。该专利的外半导电屏蔽层外绕包有径向阻水层，径向阻水层为单面半导电阻水带，可以起到径向阻水作用，也可以，免受金属护套挤出过程中的高温烫伤以及压制波纹时的机械力损伤。现有技术的大截面高压电缆，也往往采用在导体外绕包半导电带的方法。在导体外绕包半导电带或在外半导电屏蔽层外绕包半导电阻水带，虽然可以防止半导电屏蔽层和绝缘层受挤压或者被擦伤，提高导体的圆整度和半导电屏蔽层的平滑度，但是绕包结构采用重叠绕包的方式，平滑度虽然有所改善但仍然不能满足高压直流电缆的要求。同时，不管是何种材质的半导电带或者半导电阻水带，都是由基材和半导电的染料加工而成，加工后半导电染料成固态，在半导电带或者半导电阻水带的运输、保管以及电缆的生产过程中，这种固态极容易剥落甚或成为粉末状，剥落或者粉末状的半导电材料同样也会影响半导电屏蔽层的平滑度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不仅可以有效导出电流，还能中和空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移，且综合性能好的高压直流海底电缆。

本实用新型所述的一种高压直流海底电缆，从内到外包括导体、内半导电屏蔽层、绝缘层、外半导电屏蔽层、径向阻水层、金属护层、内护层、内衬层、钢丝铠装和外护层，在导体和内半导电屏蔽层间挤包有辅助内半导电屏蔽层。

所述辅助内半导电屏蔽层厚度为内半导电屏蔽层厚度的60%-80%。

最为本实用新型的改进，在外半导电屏蔽层和径向阻水层之间挤包有辅助外半导电屏蔽层。辅助外半导电屏蔽层厚度为外半导电屏蔽层厚度的60%-80%。

挤包后的辅助内半导电屏蔽层和辅助外半导电屏蔽层，表面平整、光滑，不会有剥落或者粉末状，还能起到缓冲作用，不会因为挤出加工，使内半导电屏蔽层甚至绝缘挤入导体中，绞合导体表面的不光滑也不会擦伤内半导电屏蔽层或绝缘层，也不会使外半导电屏蔽层和绝缘层因为金属护套挤出过程中的高温烫伤以及压制波纹时的机械力损伤，从而使局放和击穿的发生几率减小，有效抑制了空间电荷的产生。内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层虽然体积电阻率相对较高，但由于辅助内半导电屏蔽层和辅助外半导电屏蔽层具有较低的体积电阻率，可以有效导出电流。内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层采用超光滑屏蔽材料，与绝缘层的接触面光滑，也有效抑制了空间电荷的产生。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1，本实用新型所述的一种高压直流海底电缆，从内到外包括导体1、挤包的辅助内半导电屏蔽层2、内半导电屏蔽层3、绝缘层4、外半导电屏蔽层5、挤包的辅助外半导电屏蔽层6、径向阻水层7、金属护层8、内护层10、内衬层11、钢丝铠装12和外护层9。 

本实用新型的辅助内半导电屏蔽层和辅助外半导电屏蔽层，采用相同的半导电屏蔽材料，应具有较低的体积电阻率，20℃体积电阻率≤5Ω·cm，其厚度分别为内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层的60%-80%。一种较好采用能同时中和空间电荷的高压直流电缆用半导电屏蔽材料公司申请的专利。

内半导电屏蔽层和外半电屏蔽层，采用超光滑半导电屏蔽材料，应具有较高的体积电阻率，20℃体积电阻率20-100Ω·cm，其厚度根据导体截面大小为0.6-2mm

导体采用铜单线绞合紧压而成，横截面为圆形结构。绝缘层采用高压直流电缆用交联聚乙烯绝缘料，与内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层一次连续挤出成型。

径向阻水层由吸水膨胀带绕包而成，可以采用具有半导电特性的吸水膨胀带。纵向阻水层，可以为采用挤出后压制成波纹形式的铅套、铝套等金属套或纵包压接的铝塑复合带。

内护层为护套级聚乙烯连续挤出成型。内衬层为绕包带，可以为吸水膨胀带。钢丝铠装层为粗钢丝，直径不小于6mm。

外护层可以为聚氯乙烯或聚乙烯连续挤出成型，也可以采用聚丙烯绳涂覆沥青进行绕包。

上述这些实施方式仅用于说明本实用新型，但并不限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种高压直流海底电缆，从内到外包括导体（1）、内半导电屏蔽层（3）、绝缘层（4）、外半导电屏蔽层（5）、径向阻水层（7）、金属护层（8）、内护层（10）、内衬层（11）、钢丝铠装（12）和外护层（9）；其特征在于，在导体和内半导电屏蔽层间挤包有辅助内半导电屏蔽层（2）。

2.根据权利要求1所述的高压直流海底电缆，其特征在于，辅助内半导电屏蔽层（2）厚度为内半导电屏蔽层厚度的60%-80%。

3.根据权利要求1或2所述的高压直流海底电缆，其特征在于，在外半导电屏蔽层和径向阻水层之间挤包有辅助外半导电屏蔽层（6）。

4.根据权利要求3所述的高压直流海底电缆，其特征在于，辅助外半导电屏蔽层（6）厚度为外半导电屏蔽层厚度的60%-80%。

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