500kV交联聚乙烯（XLPE）绝缘海底电缆工程技术
定 价：118 元
- 作者：
- 出版时间：2020/10/1
- ISBN：9787519845155
- 出 版 社：中国电力出版社
- 中图法分类：TM247
- 页码：298页
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16K
本书依据世界第一条交流500kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆工程的研发、设计、建设、施工、运维等方面的成果，全面介绍了海底电缆工程技术的发展趋势，500kV XLPE海底电缆的选型设计技术、制造工艺技术、安装敷设技术和试验运维技术。全书共9章，包括海底电缆发展现状、海底电缆选型设计、海底电缆附件选型设计、制造装备及工艺、工程设计、敷设施工、试验、运维技术、架空一海底电缆混合线路继电保护。
前 言
能源是经济社会发展的基本保障和重要物质基础。习近平新时代中国特色社会主义思想及“四个革命、一个合作”的能源战略思想，为中国能源发展提出了明确的新思维和新安全战略。国家电网有限公司作为国家能源电力供应与安全保障的主体，牢记使命责任，顺应能源革命和数字革命融合发展的战略机遇，提出了“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”的战略目标。充分消纳水电、风电、太阳能发电等清洁能源，保障能源安全、优质、高效、清洁供应是电网企业的责任与担当。构建全球能源互联网是共建共享的系统工程，是能源电力领域创新发展的新机遇。海底电缆系统将是实现跨海跨洲际能源电力互联的最佳供电网络平台。
海底电缆系统是技术非常复杂的大型系统工程，是电气、化工、机械、海洋和气象等多专业的集成。随着海洋经济的快速发展和新能源的开发应用，世界各国对海底电缆需求快速增长。海底电缆系统技术在我国研究与应用发展起步较晚，与世界先进水平相比有较大差距，尤其超高压海底电缆系统技术基本被国外几家大制造公司所垄断。我国海域辽阔，海岸线长，岛屿众多，海洋资源丰富。岛屿与大陆、岛屿与岛屿之间的供电，海底油田和天然气开采，海上风电场建设与电能输出，都要靠海底电缆来完成电力供应和输送。沿海地区是我国主要的GDP贡献者，占中国经济总量的70%左右，电力需求持续较快增长，对供电可靠性提出了更高的要求。
为实现南方电网主网与海南电网的首次跨海互联及海南昌江核电站电量的输出，先后建成的两回500kV交流海底电缆线路，分别于2009年和2019年投入运行，总输电容量达到1200MW，敷设500kV交流海底电缆总长度约225km。当时我国超高压海底电缆系统领域存在产品研发、生产制造、敷设安装等技术瓶颈，只能投巨资采用进口耐克森（Nexans）的纸绝缘自容式充油电缆产品，一旦出现故障，因备品备件、抢修技术等均受制于人，恢复供电时间无法得到保证。与此同时，国家电网有限公司为配合浙江石油化工有限公司4000万t/年炼化一体化项目供电需求，亟须建设宁波—舟山本岛—鱼山岛的跨海输电线路，近期需求为四回220kV、两回500kV约360km的超高压海底电缆，攻克具有我国自主知识产权的超高压海底电缆系统技术迫在眉睫。国家电网有限公司抓住契机，委托国网浙江电力有限公司牵头中国电科院、南瑞集团、西安交通大学以及宁波东方、江苏中天、江苏亨通、青岛汉缆等海缆制造企业开展联合攻关，完成了世界第一条大长度交流500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆系统的设计制造和输变电工程建设。宁波—舟山500kV海底电缆联网工程一回、二回已于2019年投入运行，总输送容量达到2200MW，敷设500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆总长度约105km。该工程的成功投运打破了超高压海底电缆系统领域长期被国外垄断的局面，技术水平达到国际领先，标志着我国大长度、大容量超高压海底电缆系统产业核心制造能力取得重大突破，为全球能源互联网的建设奠定坚实的技术基础。
为全面总结在舟山500kV海底电缆联网工程中有关超高压电缆系统的技术攻关研究成果和实践经验，组织参与技术攻关和工程建设的部分专家编写了《500kV交联聚乙烯（XLPE）绝缘海底电缆工程技术》一书，分享成果和经验，希望能为今后大型海底电缆联网工程建设提供有益参考。
全书共分为9章。
第1章介绍了海底电缆发展现状。
第2章介绍了海底电缆选型设计，包括交流500kV 交联聚乙烯绝缘海底电缆导体、半导电层、主绝缘、金属套、铠装等各个结构层的材料选择、结构设计。
第3章介绍了海底电缆附件选型设计，包括交流500kV 交联聚乙烯绝缘海底电缆工厂接头、修理接头、终端的电气和结构设计。
第4章介绍了海底电缆制造装备及工艺，对包括导体绞制、绝缘挤出等本体制造全套工序涉及的制造装备类型、特点进行了介绍，指出了交流500kV 交联聚乙烯绝缘海底电缆制造工艺关键点。
第5章介绍了舟联工程海底电缆工程设计，包括路由选择、载流量、线路参数、过电压及绝缘配合、线路保护等。
第6章从施工装备、敷设工法、施工关键技术方面介绍了舟联工程500kV 交联聚乙烯绝缘海底电缆的敷设。
第7章从原材料试验、半成品试验、成品试验、安装后电气试验等全面介绍了500kV 交联聚乙烯绝缘海底电缆从生产到敷设各个环节基于试验的质量控制手段。
第8章介绍了海底电缆的运维技术，包括智能监测、巡视检查、故障检测和定位、应急处置等方面内容。
第9章从混合线路继电保护存在的问题出发，结合智能重合闸、保护行波测距、动模试验介绍了舟联工程架空—海底电缆混合线路的继电保护技术。
本书结合舟山500kV联网工程，系统阐述了交流500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆系统的选型、设计、制造、敷设、试验、运维、继电保护等方面的科研成果和实践经验，可供工程设计、生产制造、敷设安装、运行维护和现场试验等技术人员参阅。海底电缆系统技术涉及多学科知识，参编专家的水平和经验有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。
感谢所有在本书编写过程中提供帮助的人。
编 者
2020年4月
肖世杰：2003年1月起任福建省电力有限公司副总经理、党组成员，2006年11月起任国网北京电力建设研究院党委书记、副院长、院长，2008年5月起任中国电力科学研究院党组书记、副院长等职，2008年11月起任国网电力科学研究院院长、党组副书记、南京南瑞集团公司总经理，2014年12月起任国家电网公司信息通信部主任，2015年5月起任国网浙江省电力公司总经理、党组副书记，2017年10月起至今任国网浙江省电力有限公司董事长、党委书记。作者团队包涵海缆设计、制造、试验和运维各方面专Z家学者，全面掌握了工程相关的关键技术，具有丰富的理论和实践经验。
目录
序
前言
第1章 海底电缆发展现状1
1.1 海缆输电技术发展历程1
1.2 国内外海缆工程现状3
1.2.1 欧洲地区3
1.2.2 海湾阿拉伯地区5
1.2.3 北美地区5
1.2.4 大洋洲地区5
1.2.5 亚洲地区5
第2章 海底电缆选型设计7
2.1 导体选型设计8
2.1.1 导体8
2.1.2 导体阻水9
2.1.3 导体电阻及其结构设计10
2.2 绝缘材料选型设计10
2.2.1 材料选型11
2.2.2 绝缘厚度设计11
2.3 半导电层材料选型设计13
2.4 金属套选型设计14
2.5 非金属内护套选型设计16
2.5.1 绝缘型和半导电型聚乙烯内护套性能对比16
2.5.2 舟联工程500kV海缆内护套选型18
2.6 金属铠装层选型设计18
2.6.1 各类金属铠装层结构对比19
2.6.2 舟联工程500kV海缆金属铠装层选型21
2.7 通信光纤选型设计23
2.8 舟联工程500kV海缆结构24
第3章 海底电缆附件选型设计26
3.1 工厂接头26
3.1.1 工厂接头结构设计27
3.1.2 工厂接头制作工艺29
3.1.3 工厂接头关键装备42
3.1.4 工厂接头试验验证46
3.2 修理接头49
3.2.1 修理接头结构49
3.2.2 材料选型50
3.2.3 电气连接设计52
3.2.4 机械保护设计55
3.2.5 防水密封设计63
3.2.6 安装流程65
3.2.7 修理接头试验验证68
3.3 终端71
3.3.1 终端结构设计72
3.3.2 材料选型72
3.3.3 内绝缘设计75
3.3.4 外绝缘设计77
3.3.5 电场设计78
3.3.6 安装流程80
3.3.7 试验验证81
第4章 海底电缆制造装备及工艺85
4.1 制造设备86
4.1.1 铜大拉机86
4.1.2 框式绞线机88
4.1.3 导体旋转加热托盘90
4.1.4 交联生产线及除气设备90
4.1.5 铅套挤包93
4.1.6 内护套挤出95
4.1.7 光纤复合及铠装96
4.1.8 储存和运输98
4.2 制造工艺99
4.2.1 导体绞制工艺99
4.2.2 绝缘工艺104
4.2.3 半导电阻水带绕包工艺106
4.2.4 绝缘除气工艺106
4.2.5 铅套挤出工艺110
4.2.6 内护套挤出工艺112
4.2.7 铠装及光缆填充工艺116
4.3 大长度海缆绝缘挤包工艺119
4.3.1 制约大长度海缆绝缘连续挤制的技术难点119
4.3.2 创新工艺措施119
4.4 大长度海缆铅套挤包工艺122
第5章 海底电缆工程设计124
5.1 路由选择124
5.1.1 路由选择的影响因素124
5.1.2 路由选择的原则127
5.1.3 舟山500kV海缆路由选择128
5.2 导体截面积选择和输送容量计算130
5.2.1 载流量计算方法131
5.2.2 舟山500kV海缆载流量计算134
5.2.3 舟山500kV海缆线路参数对输送容量的影响136
5.3 金属护套接地方式140
5.3.1 内护套绝缘要求140
5.3.2 舟山500kV海缆线路金属套感应电压141
5.3.3 舟山500kV海缆线路接地线选型144
5.4 电气参数及不平衡度145
5.4.1 电气参数计算方法145
5.4.2 舟山500kV海缆单回线路电气参数计算148
5.4.3 舟山500kV海缆双回线路电气参数计算152
5.5 暂态电压和过电压特性154
5.5.1 舟山500kV海缆线路电磁暂态仿真模型154
5.5.2 工频和谐振暂态电压160
5.5.3 短路及操作过电压162
5.5.4 雷电暂态电压165
5.5.5 过电压校核及绝缘配合裕度分析167
5.6 保护方案169
5.6.1 海缆敷设保护措施169
5.6.2 国内外海缆保护工程经验172
5.6.3 舟山500kV海缆保护方案设计174
5.7 载流量提升技术175
5.7.1 载流量提升方案及计算模型175
5.7.2 强迫水冷却仿真分析179
5.7.3 电缆沟回填土壤仿真分析181
5.7.4 电缆沟充水仿真分析182
第6章 海底电缆敷设施工185
6.1 施工装备185
6.1.1 敷设船185
6.1.2 转盘188
6.1.3 埋设机189
6.1.4 水下机器人190
6.1.5 辅助船只191
6.2 舟山500kV海缆线路敷设工法191
6.2.1 前期准备192
6.2.2 过缆作业193
6.2.3 现场准备193
6.2.4 海缆退扭193
6.2.5 海缆登陆194
6.2.6 海中段埋设施工195
6.2.7 管线交越段施工197
6.2.8 海缆保护197
6.2.9 质量检查与验收198
6.3 舟山500kV海缆线路敷设施工关键技术201
6.3.1 退扭技术201
6.3.2 接头制作净化房设计206
6.3.3 敷设船系泊稳定性设计210
第7章 海底电缆试验218
7.1 原材料试验218
7.1.1 电工用铜线坯218
7.1.2 导体半导电阻水带219
7.1.3 导体半导电屏蔽包带221
7.1.4 半导电屏蔽料222
7.1.5 XLPE绝缘料222
7.1.6 半导电缓冲阻水带223
7.1.7 合金铅224
7.1.8 沥青224
7.1.9 护套料225
7.1.10 聚丙烯绳226
7.1.11 光纤单元227
7.1.12 铠装圆铜丝227
7.1.13 硅橡胶材料227
7.2 半成品试验228
7.2.1 半成品电气性能试验228
7.2.2 生产过程中间检测试验229
7.3 成品试验232
7.3.1 成品试验条件232
7.3.2 例行试验233
7.3.3 抽样试验235
7.3.4 海缆系统型式试验239
7.3.5 成品海缆系统电气型式试验242
7.3.6 海缆系统预鉴定试验247
7.4 敷设安装后试验250
第8章 海底电缆运维技术253
8.1 智能监测253
8.1.1 海缆综合在线监测系统253
8.1.2 海缆故障在线诊断方法257
8.2 巡视检查265
8.2.1 海缆巡视项目265
8.2.2 海缆巡视周期和内容265
8.3 故障检测和定位267
8.3.1 海缆故障原因和类型267
8.3.2 海缆故障检测和定位268
8.4 应急处置274
8.4.1 应急响应机制274
8.4.2 联动响应机制274
8.4.3 应急保障措施274
8.4.4 工器具和备品备件准备274
8.4.5 应急抢修预案275
第9章 架空—海底电缆混合线路继电保护276
9.1 混合线路保护存在的问题276
9.1.1 混合线路重合闸276
9.1.2 混合线路故障测距277
9.1.3 线路参数不均匀277
9.2 舟山500kV混合线路智能重合闸技术278
9.2.1 整体技术方案278
9.2.2 关键技术指标279
9.2.3 柔性光电流互感器280
9.2.4 海缆差动保护281
9.2.5 保护装置研发282
9.3 舟山500kV混合线路保护行波测距技术283
9.3.1 基本原理283
9.3.2 行波波头检测方法285
9.4 舟山500kV混合线路保护装置的动模试验286
9.4.1 重合闸闭锁装置动模试验286
9.4.2 行波测距装置动模试验290
9.4.3 线路保护装置动模试验292
参考文献294
索引297
书单推荐
