海底光電復(fù)合纜項目概況

1、.海底光電復(fù)合電纜項目概況1項目背景國內(nèi)海底電纜上海電纜廠做過110kV充油，寧波東方做過110kV XLPE，國外最高已到500kV充油（如正在敷設(shè)的廣東湛江至海南500kV充油電纜為Nexans公司生產(chǎn)）。其他紅旗、漢河、中天做到35kVXLPE，有產(chǎn)品運行業(yè)績的就這幾家。，這是因為大長度海底電纜裝運困難，只有靠專用的海纜敷設(shè)船才能完成大長度海底電纜運輸、安裝敷設(shè)。 海底電纜主要用于大陸與海島、海島與海島、大陸與海洋石平臺、石油平臺與石油平臺之間傳輸強(qiáng)大電能或傳輸光通信信號用。電纜單根最大長度可達(dá)幾十千米或數(shù)百千米，最大重量可達(dá)千噸，敷設(shè)在海水深度為幾十米到上千米的海底，整根電纜裝運敷設(shè)的

2、難度極大，必須借助專門起吊、運輸設(shè)備和海底電纜上船裝置來完成，生產(chǎn)廠必須靠近大江或大海。 超大長度高壓及超高壓海底電力光通訊復(fù)合纜（以下簡稱海光電復(fù)合纜），是海底電纜的一種特殊品種，其特點是：敷設(shè)在底長度為幾千米到幾十千米的海纜線路，既有傳輸強(qiáng)大電能的功能，又有傳輸光通信信號的功能。高壓是指電壓等級在35kV及以上至110kV，超大長度是光纖和電纜的工廠軟接頭之間距離達(dá)34km，接續(xù)是在工廠加工過程中完成，單根最大長度可達(dá)幾千米到幾千米或數(shù)百千米。 海底光電復(fù)合纜可以節(jié)約大量能源和原材料，大大減少了工程造價，減少了非常復(fù)雜的安裝敷設(shè)時間和費用。例如：1987年1月8日由上?；A(chǔ)工程公司敷設(shè)成功

3、的日本日立公司生產(chǎn)的、上海崇明到江蘇省青龍港3110 kV三芯統(tǒng)包充油海底電纜，全長2607m，直徑134mm，僅用兩天的時間就敷入海底，一次登灘成功。如采用三根單芯電纜，外加一根備用電纜和一根光纜逐條敷入海底，則需要一個月的時間才能全部完成海底敷設(shè)。國內(nèi)渤海石油平臺率先采用海底光電復(fù)合纜，其原因就是為了提高效率節(jié)省投資和敷設(shè)時間。我國有漫長的海岸線，大大小小的島嶼星羅棋布，有著極為豐富的海洋資源，是我國可持續(xù)發(fā)展的重要物資基礎(chǔ)。隨著我國綜合國力不斷增強(qiáng)和海洋開發(fā)的大力推進(jìn)以及海洋漁業(yè)的發(fā)展，同時沿海人民為了改善環(huán)境，提高生產(chǎn)、生活質(zhì)量，對電力、通訊的需求不斷增強(qiáng)，為開發(fā)研究生產(chǎn)大長度高壓海底

4、電力光通訊復(fù)合纜提供了廣闊的市場前景。特別是我國淺海不斷發(fā)現(xiàn)新的油氣田，海上石油平臺通訊、供電需要大量電纜，海洋漁業(yè)的發(fā)展，目前仍需要進(jìn)口海底光纜和海底光電復(fù)合纜。每年進(jìn)口大約350千米，預(yù)計大長度高壓海底光電復(fù)合纜和海底電纜，年需求量將達(dá)到500千米以上。 2市場分析2.1 產(chǎn)品選型 同一般海纜，海底光電復(fù)合纜可以有三芯電纜和單芯電纜結(jié)構(gòu)。三芯海纜由于安裝敷設(shè)方便，當(dāng)金屬套和鋼絲鎧裝層兩端接地時，產(chǎn)生環(huán)流小，金屬套和鋼絲鎧裝層損耗低，并且可以采用一般磁性鋼絲作為鎧裝鋼絲，三芯海纜應(yīng)是海纜的主要產(chǎn)品品種。按目前技術(shù)發(fā)展水平，開發(fā)生產(chǎn)110kV及以下三芯海纜是可行的。220kV及以下電壓等級海纜

5、應(yīng)采用單芯結(jié)構(gòu)，并以充油電纜作為主要電纜品種。因此本項目的產(chǎn)品方案應(yīng)以開發(fā)生產(chǎn)具有良好市場前景，技術(shù)附加值高，經(jīng)濟(jì)效益良好的XLPE絕緣三芯海底光電復(fù)合纜及海纜作為主要產(chǎn)品，電壓等級為10kV、35kV及110kV。國內(nèi)外運行經(jīng)驗表明XLPE絕緣海底電纜必須有徑向阻水的金屬套。按連續(xù)壓鉛機(jī)最大擠包鉛套外徑為140mm考慮，如果用分相鉛套結(jié)構(gòu)，10kV110kV XLPE電纜的導(dǎo)體截面沒有限制；如采用統(tǒng)包鉛套結(jié)構(gòu)，110kV XLPE絕緣海纜導(dǎo)體最大截面至400mm2；35kV XLPE絕緣海纜導(dǎo)體最大截面至800mm2?？紤]導(dǎo)體減少集膚效應(yīng)損耗，800mm2以上導(dǎo)體采用分割導(dǎo)體結(jié)構(gòu)使導(dǎo)體緊壓程

6、度降低的因素，10kV XLPE絕緣三芯海纜導(dǎo)體最大截面一般亦應(yīng)不超過800mm2。2.2 市場分析2.2.1 國際市場調(diào)查光電復(fù)合海纜是復(fù)合海纜近十余年發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)品。早期復(fù)合海纜有通訊電纜與電力電纜復(fù)合海纜，控制電纜與電力電纜復(fù)合海纜。海底電力電纜已有八十年以上生產(chǎn)和工業(yè)性運行歷史。最早敷設(shè)運行的海纜是美國于1916年在舊金山敷設(shè)的12kV長度6km的三芯浸漬紙包絕緣海纜。海纜按絕緣分有充油電纜、充氣電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜、聚乙烯絕緣電纜、乙丙橡膠絕緣電纜和浸漬紙絕緣電纜。海纜的額定電壓為交流1kV至500kV，直流100kV至500kV。最早的海底充油電纜為1932年于哥倫比亞敷設(shè)的

7、115kV單芯海纜。最早的直流電纜為1954年敷設(shè)于瑞典與Gotland島間的100kV，長100千米紙絕緣海纜。 由于光通訊技術(shù)和光纖光纜技術(shù)的發(fā)展，1985年意大利Pirelli公司就生產(chǎn)了敷設(shè)于意大利亞德里亞海的近海石油平臺的長度為2.7km、乙丙橡膠絕緣光電復(fù)合10kV三芯35mm2海纜，含4纖光纖單元。至今光電復(fù)合纜已廣泛應(yīng)用于各國海纜工程，并在陸上電纜工程亦廣泛采用。日本于2000年完成敷設(shè)安裝的世界首先采用木纖維復(fù)合聚丙烯薄膜絕緣充油電纜用于500kV全長48.9km直流海纜工程，為光電復(fù)合海纜，含12纖光纖單元。 海底復(fù)合纜和海纜主要用途為大陸與海島間電力輸送，海島間電力傳輸以

8、及近海石油采油平臺工程應(yīng)用。石油采油平臺用海纜，特別是海底復(fù)合纜最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。與電力傳輸用海纜相比，石油采油平臺用海纜的傳輸電力負(fù)載較輕，但要求很高的運行可靠性。石油采油平臺用海纜主要用于： 采油平臺與大陸的電力傳輸連接，以避免采油平臺上安裝很重的發(fā)電設(shè)備，減少運行維護(hù)和油料消耗。 將幾個采油平臺連接在一起，以共享余裕的發(fā)電量。當(dāng)形成采油平臺環(huán)網(wǎng)時，能保證萬一電纜或發(fā)電裝備故障時，有很高的供電可靠性； 遙控操作海底采油設(shè)備或無人采油平臺，以大大節(jié)省費用。這種遙控海底采油用電纜稱為臍帶電纜，其特點為具有扭力平衡的雙鋼絲鎧裝、有多芯截面較小的電纜，并含有控制電纜、通信電纜或光纜以及輸送氣體

9、液體的高強(qiáng)度軟管。 復(fù)合海纜和海纜有單芯和三芯結(jié)構(gòu)，實際選用單芯和三芯海纜結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮各方面因素后慎重確定。 三芯海纜有以下優(yōu)點： 敷設(shè)安裝方便，減少和節(jié)省海纜工程的水下挖溝、敷設(shè)和埋纜作業(yè)； 減少海纜走道寬度，降低海纜遭受外力和錨傷和拖網(wǎng)破壞的可能性； 三芯電纜外磁場大大降低，與單芯電纜相比，三芯海纜的金屬套和鎧裝損耗甚小，可提高電纜載流容量和降低運行損耗； 由于立式成纜機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，原先由于成纜能力所限不能生產(chǎn)連續(xù)大長度三芯海纜的問題，或必須采用大量三芯電纜軟接頭的主要困難已被解決，為開發(fā)、生產(chǎn)大長度三芯海纜創(chuàng)造條件。 三芯海纜的主要缺點為： 三芯海纜外徑粗大重量重，在運輸和敷設(shè)時產(chǎn)生較多困

10、難； 三芯充油電纜一旦發(fā)生外力破壞，損耗油量較大，設(shè)計緊急充油系統(tǒng)和事故處理存在較大困難。但三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣海纜（和其他擠包絕緣海纜）就沒有此種困難。 三芯復(fù)合海纜和三芯海纜的這些特點對于陸上敷設(shè)的三芯復(fù)合纜和三芯電纜亦適用。陸上敷設(shè)的三芯電纜采用金屬套和兩端接地時，金屬套損耗較輕微，應(yīng)用于大長度電纜線路，可以不必采用如單芯電纜必須采用的交叉互聯(lián)或單端接地設(shè)計，可節(jié)省電纜系統(tǒng)的附件和附屬設(shè)備費用。對于具有制造大長度三芯海纜的電纜制造企業(yè)可以制成大長度三芯電纜，然后按電力用戶線路要求長度分割為要求長度的三芯電纜，提供用戶使用，如國外著名的海纜生產(chǎn)企業(yè)Nexans公司，Pirelli公司均有此項

11、供應(yīng)業(yè)務(wù)2.2.2 國內(nèi)市場調(diào)查 我國漫長的海岸線，大大小小的島嶼星羅棋布，有著極為豐富的海洋資源，是我國可持續(xù)發(fā)展的重要物資基礎(chǔ)。隨著我國綜合國力不斷增強(qiáng)和海洋開發(fā)的大力推進(jìn)以及國防建設(shè)的需要，同時沿海人民為了改善環(huán)境，提高生產(chǎn)、生活質(zhì)量，對電力、通訊的需求不斷增強(qiáng)，為開發(fā)研究生產(chǎn)大長度高壓及超高壓海底電力光通信復(fù)合纜，提供量廣闊市場前景。特別是我國淺海不斷發(fā)現(xiàn)新的油氣田，如渤海灣、南海東部及西部去年探明可開采的石油及天然氣儲存量不斷增長，因此，近幾年中海石油系統(tǒng)將需要大量的海底電力電纜、海底光電復(fù)合電纜、平臺用電力電纜、控制電纜及信號電纜。目前仍需要進(jìn)口海底電纜和海底光電復(fù)合纜。海底光電復(fù)

12、合電纜和海底電纜市場主要分布在廣東、福建、浙江、江蘇、山東、遼寧、渤海、黃海、東海舟山群島、海南島、南海等海域。市場需求與沿海城市和島嶼地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及海洋資源開發(fā)密切相關(guān)，前景良好。3 關(guān)鍵技術(shù) 軟接頭技術(shù)為制造連續(xù)大長度海纜，必須采用與電纜等直徑的軟接頭（工廠接頭）。 立式成纜機(jī)設(shè)計、制造 開發(fā)生產(chǎn)大長度三芯海纜的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備是立式成纜機(jī)。由于立式成纜機(jī)的特殊設(shè)計，可以按需要制造幾十千米至幾百千米大長度三芯海纜。世界最大的海纜制造企業(yè)Pirelli公司曾為Florida生產(chǎn)三芯24kV長度327千米，240mm2紙絕緣海纜，為巴西生產(chǎn)三芯25kV，長度56.8千米，300mm2乙丙橡膠絕緣

13、海纜；為我國大連生產(chǎn)連接海島的三芯35kV，長度51千米，70 mm2，乙丙橡膠絕緣海纜。ABB公司于1998年承接連接法國至Jersey和Jersey至Guernsey海島間總長70千米的分相鉛套三芯90kV XLPE絕緣光電復(fù)合海纜。共兩回，每回均含24芯光纜。 立式成纜機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)按預(yù)定生產(chǎn)的連續(xù)長度三芯海纜的規(guī)格和長度確定。a. 放線轉(zhuǎn)盤直徑8m，中心圓柱直徑3m，儲線高度4m。單芯絕緣芯放線盤的參數(shù)可基本確定立式成纜機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。從以上示例可見，如以生產(chǎn)大長度（長度至4060千米）三芯110kV海纜為目標(biāo)，宜采取10 m放線轉(zhuǎn)盤作為單芯絕緣芯儲線轉(zhuǎn)盤（相應(yīng)35kV三芯海纜長度可達(dá)6

14、0160km）；如生產(chǎn)大長度（40100 km）三芯35kV海纜作為目標(biāo)，可采取8m放線轉(zhuǎn)盤方案（相應(yīng)110kV三芯海纜長度約2540 km）。此外，計算表明放線盤外徑對儲線長度影響顯著。由于立式成纜機(jī)是本項目重大關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，目前世界上尚無商品化產(chǎn)品，一般由海纜生產(chǎn)廠自行設(shè)計制造、安裝和使用。應(yīng)另列專項經(jīng)詳細(xì)調(diào)查、研究，確定設(shè)計原則和方案，進(jìn)行研究、設(shè)計和制造。 連續(xù)壓鉛技術(shù) 大長度海纜連續(xù)不停機(jī)壓鉛時間達(dá)數(shù)星期。如Pirelli公司和瑞典標(biāo)準(zhǔn)電纜公司分別承接制造溫哥華和加拿大之間525kV充油海底電纜。各生產(chǎn)15km連續(xù)大長度鉛套海纜，分別連續(xù)不停機(jī)壓鉛時間達(dá)2星期和3星期。因而生產(chǎn)連續(xù)大長度海纜必須裝備質(zhì)量高度穩(wěn)定可靠的連續(xù)壓鉛機(jī)，并培養(yǎng)高級技術(shù)工人掌握熟練的壓鉛技術(shù)，進(jìn)行大長