摘要：随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此,海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的重要环节.由于海底电缆的小直径和内部电流的变化性,导致定位准确度的下降以及定位难度的上升.针对上述问题,首先,基于海底环境和水下机器人,利用三芯铠装海底电缆的电缆结构推导海底电缆外磁场的近似方程;然后,水下机器人根据检测到的磁感应强度值进行姿态调整,在此基础上,提出一种基于改进灰狼优化算法(improved grey wolf optimization,IGWO)的海底电缆定位算法,利用基于磁通密度模的适应度函数,设计一种用于海底电缆探测的在线路径定位方法;最后,通过仿真实验验证了IGWO算法实现海底电缆定位的精确性和有效性.

摘要：阻水导体的设计制造是海底电缆领域内的关键课题之一。提出一种等截面梯形型线阻水导体结构的理论设计方法,通用性强,可编程性高,适用于50~3500 mm2阻水导体的设计和生产制造,可解决阻水型线导体设计和制造困难、尺寸不合理等问题,导体填充系数可达到0.96以上;然后,通过阻水、机械、电气性能试验,验证所述理论设计方法和工艺制造的合理性,导体结构对海缆的整体性能无不良影响,且阻水胶型线导体结构优于阻水带结构;最后,根据理论计算,所述方法设计的中压海缆型线导体外径比紧压圆形导体小3.9%~7.0%,最大可降低1.1%的制造成本。导体截面越大,型线导体结构优化越显著,验证了型线结构海缆的经济性。

摘要：随着国内外海上风电工程的快速发展,66 kV交联聚乙烯(XLPE)海底电缆以其较低的生产、运维成本受到各方青睐。然而,国内尚无针对66 kV XLPE海缆设计的结构标准。为规范66 kV XLPE海缆的技术要求,有必要对其绝缘厚度进行合理设计。为此选取了66 kV海缆用XLPE试样进行了工频击穿试验和冲击击穿试验,发现XLPE的击穿场强与其厚度的关系符合反幂定律。然后,基于步进应力试验计算得到30℃和90℃下XLPE的寿命指数n分别为13.9和15.1,并进一步通过冲击和交流耐压试验的结果,综合得到66 kV海缆的推荐绝缘厚度为8.9 mm。基于该方法得到的66 kV海缆绝缘厚度与传统依靠经验设计的绝缘厚度相比更薄,为轻型66 kV海缆的绝缘厚度设计提供了理论参考和试验依据。

摘要：为了结合海底电缆寿命周期特点、制定适用于近海风电场高压海底电缆的选型标准,以海缆传输容量大于风电场设计向外传输容量为约束条件,构建了包括购置、敷设、损耗、故障损失、运行维护以及回收净投资成本的海缆全寿命周期成本(LCC)模型,并以LCC等额年值最小作为选型标准。以国内某海上风电场海底电缆选型为案例进行计算分析。结果表明,购置、损耗、故障损失成本与自身LCC占比较重,最高分别达到26.4%、30.8%、62.0%;所有方案前期投资与自身LCC占比≤40%。当电压等级相同时,单芯海缆方案损耗成本至少比三芯海缆方案高出4.68×103万元;而当线芯数相同时,高电压等级故障损失成本至少比低电压等级海缆方案高出8.8×103万元;2回110 k V 3×500 mm2高压XLPE绝缘钢丝铠装海缆方案LCC等额年值(3.08×103万元/a)最小,该方案最优。

摘要：典型敷设环境下超高压(extra-high voltage,EHV)交联聚乙烯(crosslinking polyethylene,XLPE)绝缘海底电缆系统的热特性研究对线路、性能优化和电网安全均有重要意义。首先采用有限元法分析了典型敷设环境下海底电缆的热场分布,然后以2条500 kV XLPE海底电缆为试验线路,在敷设环境为直埋、隧道内、穿管内和空气中,持续运行1年,得到了4种典型环境下海底电缆系统沿线的温度分布。研究结果表明:环境温度约为0~10℃时,穿管段的温度最高;环境温度约为10℃时,穿管段或空气段的温度最高且相近;环境温度约为10~40℃时,空气段的温度最高;穿管段和空气段是海底电缆系统实时温度测控的关键点和工程应用的薄弱点。该研究可为海底电缆系统的优化设计和运行维护提供借鉴。

摘要：镇海-舟山输电线路将在宁波镇海至舟山大鹏岛之间架设长约17km的交流500kV交联聚乙烯海缆,这是世界上第1个交流500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆的跨海联网工程。为研究该工程的无功补偿及电磁暂态等问题,采用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路仿真计算模型。在计算分析线路参数、无功功率、工频谐振过电压、潜供电流和恢复电压的基础上,提出了线路高抗配置、高抗中性点小电抗等方面的设计方案。研究结果表明,工程全线无功功率合计为318MVA,建议线路两侧各架设容量约为140MVA的主电抗,同时在电抗器中性点装设大小为0.1 H的小电抗。

摘要：舟山500 kV联网工程将是世界上首条敷设500 kV交联聚乙烯（XLPE）海底电缆的架空线–电缆混联输电线路。针对500 kV XLPE海底电缆系统绝缘配合问题,基于舟山混联输电线路,应用PSCAD/EMTDC软件建立了全线路系统仿真计算模型,并分析了电缆两端及中间接地体的建模问题,计算了海底电缆绝缘和外（绝缘）护套上各类暂态电压特性及其分布。计算结果和研究分析表明：操作空载线路在电缆绝缘上可产生最高约800 kV的操作暂态电压,通过断路器加装合闸电阻可有效限制操作暂态电压在500kV以下,而最大雷电流（100 k A）直击线路时,电缆绝缘上的雷电暂态电压达到1 230 kV;电缆外护套上产生的最大暂态电压均出现在电缆长度的中间段,雷电直击架空线路时达到11.4 kV,各种操作暂态电压最高达6.45 kV,而最大短路电流为35.6 k A时工频感应电压有效值达到3.04 kV;各种暂态电压下电缆的绝缘配合均满足500 kV电缆标准要求。该研究结果为500 kV XLPE海底电缆的绝缘设计及工程应用中的绝缘配合提供了必要的基础。

摘要：海上风电场送出线路从升压站穿出首先需经过散热环境较差的J型管段,目前针对该区段海底电缆载流量的计算主要采用数值模拟法,而三维流体仿真计算非常耗时,因此难以推广使用。该文基于基本热分析方法提出了J型管段海底电缆径向-轴向传热解析模型,考虑温度沿轴向分布的差异,实现J型管段海底电缆载流量的快速计算。在计及导体电阻率随温度变化情况下,利用数值仿真软件建立海底电缆J型管系统三维热-流耦合数值模型,并与径向-轴向传热解析模型进行了对比计算。最后基于两种方法分析了J型管外径、太阳辐射强度和环境温度对J型管段海底电缆缆芯最高温度的影响规律。结果表明,J型管段海底电缆缆芯最高温度与太阳辐射强度和环境温度存在明显的线性关系,而J型管外径与海水温度对J型管段海底电缆缆芯最高温度影响较小,且解析法与数值仿真计算结果误差在5%以内。该文所提出针对J型管段海底电缆载流量计算的解析法高效准确,具有较好的工程应用价值。

摘要：本文分析了当前海底电缆地震勘探电缆定位技术的应用现状,指出了走航式工作模式和超短基线的声学定位系统存在实时性不强和作业效率低等问题,提出了一种新的基于多换能器阵列的短基线海底电缆定位方法,并详细阐述了多换能器短基线声学定位系统的设计、解算方法、位置改正和非正常观测值处理等技术问题。通过系统的静态定位和实时动态定位实验情况分析认为,该方法可以替代当前海底电缆走航式和超短基线定位方法。

摘要：基于现有海底电缆研究成果,对海底电缆国内外研究现状进行了梳理和总结,重点以交联聚乙烯(cross-linked polyethy lene,XLPE)绝缘海缆为例,对海缆状态监测及综合在线监测系统,海缆载流量、温度场、损耗等计算分析,海缆设计理论模型构建,力学与载荷分析,电磁性能和敷设技术研究等进行了系统的梳理和总结,分析了问题原因,从海底电缆结构及工艺设计,运维故障监测技术,敷设技术,简化和优化力学与载荷、电磁场性能、载流量和温度场等理论分析模型等方面提出了改进对策和建议。