海底电缆的制作方法

本发明涉及海上风电，尤其涉及一种海底电缆。

背景技术：

1、随着经济的发展，全球各国对能源的需求量日益增加，除了通过采用新技术、新产品等方式降低能耗外，加快对油气资源和新能源的开发利用成为关键。电力能源开发逐渐向低碳转型。风能作为可再生能源，是电力能源低碳转型路线的重要组成部分。近年来，近海固定式风电平台的开发趋于饱和状态，约80％的海上风能资源在60m水深以上的海域中，风能开发逐渐转向深远海域。作为远海风能的获取系统，漂浮式海上风电平台是未来海上风电发展的必然趋势。

2、随着世界第一个浮式风电商用项目取得成功，远海浮式风电平台在全球得到了广泛重视，各国正大力颁布远海风能开发相关政策，发达国家和发展中国家的风能市场呈稳步增长态势。据全球风能协会、探索浮动风能以及欧洲风电等机构报告中的预测，各国海上风电装机数量预计将以年均16％以上的速度增长，到2030年，年装机容量预计达到12gw。预计2022年全球浮式风机将达50座，2030年增至1500座。浮式海上风电平台的开发，将促进动态海缆系统的需求，预计未来市场将达到千亿规模。

3、但是现有的漂浮式风电系统中，动态海缆均为三芯结构，每相导体由多根单丝绞合而成，在电流传输时，由于电磁感应效应，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的表面部分，使得导体的电阻增加，传输效率降低，这就需要极大的海缆截面来实现较高的传输容量，而这会引起海缆截面增大，导致动态海缆自身的材料成本、配套附件成本和施工成本增加。

技术实现思路

1、本发明提供一种海底电缆，用以解决现有技术中为实现较高传输容量需要增大海底电缆截面，进而导致海底电缆成本增加的缺陷。

2、本发明提供一种海底电缆，包括：中心管道；所述中心管道内用于填充冷却介质；第一电单元，包覆于所述中心管道的外部，所述第一电单元包括第一相导体层，所述第一相导体层包括多个第一相导体，多个所述第一相导体螺旋缠绕于所述中心管道之外；第二电单元，包覆于所述第一电单元的外部，所述第二电单元包括第二相导体层，所述第二相导体层包括多个第二相导体，多个所述第二相导体螺旋缠绕于所述第一电单元之外；第三电单元，包覆于所述第二电单元的外部，所述第三电单元包括第三相导体层，所述第三相导体层包括多个第三相导体，多个所述第三相导体螺旋缠绕于所述第二电单元之外。

3、根据本发明提供的一种海底电缆，所述第一相导体的单丝之间设有第一介质，所述第二相导体的单丝之间设有第二介质，所述第三相导体的单丝之间设有第三介质。

4、根据本发明提供的一种海底电缆，所述第一电单元还包括：由内向外依次包覆的第一相导体屏蔽层、第一相绝缘层和第一相绝缘屏蔽层，其中，所述第一相导体屏蔽层包覆于所述第一相导体层外。

5、根据本发明提供的一种海底电缆，所述第二电单元还包括：由内向外依次包覆的第二相导体屏蔽层、第二相绝缘层和第二相绝缘屏蔽层，其中，所述第二相导体屏蔽层包覆于所述第二相导体层之外。

6、根据本发明提供的一种海底电缆，所述第三电单元还包括：由内向外依次包覆的第三相导体屏蔽层、第三相绝缘层和第三相绝缘屏蔽层，其中，所述第三相导体屏蔽层包覆于所述第三相导体层之外。

7、根据本发明提供的一种海底电缆，还包括金属屏蔽层，所述金属屏蔽层包覆于所述第三电单元之外；所述海底电缆具有动态应用模式和静态应用模式，在所述海底电缆处于所述动态应用模式的情况下，所述金属屏蔽层采用绕包结构或纵包焊接轧纹结构，在所述海底电缆处于所述静态应用模式的情况下，所述金属屏蔽层采用合金铅套。

8、根据本发明提供的一种海底电缆，还包括第一护套层，所述第一护套层包覆于所述金属屏蔽层之外。

9、根据本发明提供的一种海底电缆，还包括铠装结构，所述铠装结构包覆于所述第一护套层之外，其中，所述铠装结构包括多层铠装层；在所述海底电缆处于所述动态应用模式的情况下，所述铠装结构包括偶数层所述铠装层，且相邻铠装层的螺旋方向相反。

10、根据本发明提供的一种海底电缆，在所述海底电缆处于所述静态应用模式的情况下，所述铠装结构包括奇数层所述铠装层，且外层铠装层为聚丙烯绳。

11、根据本发明提供的一种海底电缆，还包括第二护套层，所述第二护套层包覆于所述铠装结构之外。

12、本发明提供的海底电缆，通过将每相电单元中的导体螺旋设置，改变了电流的流动方向，降低了趋肤效应的影响，减小了导体的电阻，提升了载流量，实现了以较小的导体截面满足较大传输容量的需求，其在外径、重量方面会明显小于常规海底电缆，极大地降低了材料成本、生产成本以及施工安装费用；通过设置中心管道，为海底电缆运行提供更适宜的温度环境，显著改善了海底电缆的运行工况，提高了载流能力。

技术特征：

1.一种海底电缆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述第一相导体的单丝之间设有第一介质，所述第二相导体的单丝之间设有第二介质，所述第三相导体的单丝之间设有第三介质。

3.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述第一电单元还包括：由内向外依次包覆的第一相导体屏蔽层、第一相绝缘层和第一相绝缘屏蔽层，其中，所述第一相导体屏蔽层包覆于所述第一相导体层外。

4.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述第二电单元还包括：由内向外依次包覆的第二相导体屏蔽层、第二相绝缘层和第二相绝缘屏蔽层，其中，所述第二相导体屏蔽层包覆于所述第二相导体层之外。

5.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述第三电单元还包括：由内向外依次包覆的第三相导体屏蔽层、第三相绝缘层和第三相绝缘屏蔽层，其中，所述第三相导体屏蔽层包覆于所述第三相导体层之外。

6.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，还包括金属屏蔽层，所述金属屏蔽层包覆于所述第三电单元之外；

7.根据权利要求6所述的海底电缆，其特征在于，还包括第一护套层，所述第一护套层包覆于所述金属屏蔽层之外。

8.根据权利要求7所述的海底电缆，其特征在于，还包括铠装结构，所述铠装结构包覆于所述第一护套层之外，其中，所述铠装结构包括多层铠装层；

9.根据权利要求8所述的海底电缆，其特征在于，在所述海底电缆处于所述静态应用模式的情况下，所述铠装结构包括奇数层所述铠装层，且外层铠装层为聚丙烯绳。

10.根据权利要求8所述的海底电缆，其特征在于，还包括第二护套层，所述第二护套层包覆于所述铠装结构之外。

技术总结
本发明涉及海上风电技术领域，提供一种海底电缆，包括：中心管道、第一电单元、第二电单元和第三电单元；中心管道内用于填充冷却介质；第一电单元包覆于中心管道的外部，第一电单元包括第一相导体层，第一相导体层包括多个第一相导体；第二电单元包覆于第一电单元的外部，第二电单元包括第二相导体层，第二相导体层包括多个第二相导体；第三电单元包覆于第二电单元的外部，第三电单元包括第三相导体层，第三相导体层包括多个第三相导体，第一相导体、第二相导体和第三相导体螺旋缠绕。上述的海底电缆，降低了趋肤效应的影响，减小了导体的电阻，提升了载流量，实现了以较小的导体截面满足较大传输容量的需求。

技术研发人员：王海涛,潘盼,王文超,沙昊然,叶金钰,蒋丽宾,李海军,刘利刚,朱宗军,吴棚棚,刘栋,葛言杰,谢书鸿,陈杰
受保护的技术使用者：中天科技海缆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15