海底光电复合缆在风电场中的应用(电缆会议)
2023年中国海底电缆行业发展研究报告
2023年中国海底电缆行业发展研究报告一、行业概况1、定义海底电缆(SUbmarineCabIe)是用绝缘材料包裹的电缆，铺设于水下环境，用于传输电能或通信的线缆。
海底电缆可分海底通信电缆和海底电力电缆，主要运用于海底观测网、通信、电力网络、海上石油开发、海上风电等领域。
前瞻根据功能作用、电压类型、绝缘类型、应用领域等标准对海底电缆进行分类如下：图表1：海底电缆分类功能作用海底通信电缆、海底电力电缆、海底光电复合电缆电压类型HVDC.DC.AC绝缘类型浸漆纸绝缘电缆、自容式充油电缆、交联聚乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆、乙丙绝缘电墟及充气电缆应用领域观测网用海底电缆、海上石油平台用电统、通信用海底电缆、海上风电发电用电缆资料来源：前瞻产业砒究院俘前瞳经济学人APP2、产业链剖析产业链上游原材料主要包括金属原材料和化工原材料两大部分，金属原材料主要包括铜杆、铝杆、合金铝锭等，铜杆与铝杆成本占比较大。
化工原材料主要包括绝缘材料用于生产绝缘料、护套料、半导电屏蔽料的聚乙烯、聚氯乙烯、石墨烯、高性能聚酰亚胺等。
产业链中游为海底电缆的生产制造，下游应用市场主要为电力企业，包括国家电网和海上风电投资建设企业。
图表2：海底电缆产业睇构上游，中游■下游原材料I海缆供应商!I应用市场资料来源：前皤利研究院@前膜经济学人APP 分析中国海底电缆生态图谱。
上游原材料企业包括江西铜业、紫金矿业、中国铝业等金属材料企业。
高性能聚酰亚胺材料等海缆专用化工原料生产企业包括中天科技、鼎龙股份等国产企业，也有日本住友、东丽、杜邦等跨国企业，由于具备先发技术优势，跨国企业所占份额高。
中游的海缆生产供应商保罗普睿司曼、耐克森的跨国企业以及东方电缆、中天科技等国内企业。
下游应用市场包括国家电网、南方电网、中广核等。
图表3：中国海底电缆产业链生态图谱上游赢原材料海缆供应商应用市场金属材料江西SHk KiETft 中ISU业云ISJR份Cτ‹∙⅛CFrT∙P..*rτ∙⅛-ycF-1tk化工原材料日本住友、日本东Si、杜邦中天科技.1»龙JR份其他电力企业国家电网南方电网资料来源：前瞻产业研究院@前瞻经济学人APP三、行业发展历程中国发展始于清朝时期，1886年第一条海底电缆台南至澎湖电缆通联台湾全岛以及大陆的水路电线，长53海里，主要作为发送电报用途。
海底光电复合缆的抗干扰性能研究与提升
海底光电复合缆的抗干扰性能研究与提升摘要：海底光电复合缆作为一种重要的通信技术，广泛应用于远洋通信、海洋资源调查和海洋环境监测等领域。
然而，由于海底环境的极端复杂性，光电复合缆在海底应用中面临着种种干扰。
本文针对海底光电复合缆的抗干扰性能进行了研究，并提出了相应的提升方法。
1. 引言海底光电复合缆作为光纤通信和电力输送的一种综合性技术，具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优势。
然而，由于海底环境的复杂性，光电复合缆在实际应用中面临着各种干扰，如海水中的温度变化、海流的影响、地震等。
因此，研究海底光电复合缆的抗干扰性能，提升其性能，对于保证通信质量、提高工作效率具有重要意义。
2. 干扰源分析2.1 海水温度的影响海水温度变化是影响海底光电复合缆抗干扰性能的一个主要因素。
海水温度变化会导致光纤的折射率发生变化，进而影响光信号的传输损耗。
因此，需要针对海水温度变化进行充分的研究，提出相应的抗干扰措施。
2.2 海流的影响海流的存在会导致海底光电复合缆发生偏移和拉扯，进而影响光信号的传输质量。
为了提高海底光电复合缆的抗干扰能力，需要采取一系列的加固措施，如增加缆绳的强度、调整布缆方式等。
2.3 地震的影响地震是海底光电复合缆的另一个重要干扰源。
地震会导致海底光电复合缆的断裂和损坏，严重影响通信系统的正常运行。
因此，需要对地震的影响进行研究，并提出相应的防护措施，以保证光电复合缆的稳定运行。
3. 海底光电复合缆的抗干扰性能提升方法3.1 温度补偿技术为了解决海水温度对光信号传输的影响，可以采用温度补偿技术。
该技术通过在光纤中引入温度传感器，实时监测海水温度变化，并通过控制系统自动调整光信号的传输参数，从而抵消温度变化对光信号的影响。
3.2 海底固定和加固技术为了提高海底光电复合缆的抗干扰能力，可以采用海底固定和加固技术。
该技术通过增加缆绳的强度，使用可靠的固定设备，确保光电复合缆在海流影响下的稳定性。
另外，调整布缆方式，避免海流对光电复合缆的拉扯，也是提升抗干扰能力的有效方法。
海底光电复合缆的材料选择与工艺探索
海底光电复合缆的材料选择与工艺探索随着信息技术的迅猛发展，人类对于海洋资源的开发利用也越发重视。
在海洋通信领域中，海底光电复合缆因其传输速率高、带宽大、稳定性强等优点，逐渐成为了海底通信的主要手段。
然而，海底光电复合缆环境极其复杂恶劣，对材料的选择和工艺要求提出了更高的要求。
本文将从材料选择和工艺探索两个方面进行探讨，以期得出一套适用于海底光电复合缆的最佳解决方案。
材料选择是海底光电复合缆设计中的重要部分。
首先，外护套的材料选择至关重要。
由于海洋环境中存在海水腐蚀、高压等因素，外护套需要具备优异的防水、耐压性能。
目前常用的材料有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚酯（PO）等。
根据实际需求，应选择具备较高耐水性和耐压性的材料，以确保光纤及电缆在海洋环境中的长期稳定性。
其次，光缆中的光纤核心材料也是决定传输性能的关键因素之一。
传统上使用的是石英玻璃光纤，其具备优异的透光性能和抗拉强度。
然而，在海洋环境中，海水中的盐分和压力对光纤的性能影响较大。
因此，针对海底光电复合缆的使用环境，可以考虑使用氮化硅光纤或硅氧烷光纤。
这些光纤具有更高的抗腐蚀性能和更好的性能稳定性，能够更好地适应复杂海洋环境的需求。
此外，海底光电复合缆中的电缆部分也需要特别考虑材料的选择。
电缆中所使用的导体材料应具备良好的导电性能、抗腐蚀性能和机械强度。
一般情况下，铜和铝是常用的导体材料。
在海洋环境中，铜由于其较好的抗腐蚀性能和导电性能，是首选材料。
另外，为了增加导线的机械强度和保护电缆免受外部压力的影响，可以在电缆中使用钢丝装甲材料。
这种材料不仅能够提供保护，还能够防止拉伸和压力的影响，提高电缆的抗拉强度。
海底光电复合缆的工艺探索是保证其质量稳定和可靠性的重要环节。
首先，应采用先进的生产工艺，确保光纤和电缆的结构合理、紧密。
在电缆的制造中，应注意保持良好的环境控制，避免尘埃和湿度等外界因素对产品质量的影响。
同时，对于光纤的连接和分布系统，应严格按照技术规范进行操作，确保连接的质量和稳定性。
大口径海底电缆的敷设及检验注意事项
第19卷 第6期 中 国 水 运 Vol.19No.6 2019年 6月 China Water Transport June 2019收稿日期：2019-02-25作者简介：林 航（1984-），男，中国船级社青岛分社工程师，A 级注册验船师。
大口径海底电缆的敷设及检验注意事项林 航，方 宁（1．中国船级社 青岛分社，山东 青岛 257000；2．山东广域科技有限责任公司，山东 东营 257000）摘 要：海底电缆从设计规模及船舶设备要求等方面较以前有了很大的不同，敷设技术也有了更高的要求和发展。
尤其随着海上风电设施近几年的快速发展，海底电缆的施工质量及风险控制已经越来越收到各方的重视，鉴于此，作者认为有必要结合自己的经历和经验对当前大口径海底电缆的最新敷设技术、常见问题和注意事项进行归纳总结，以期通过介绍和分析，达到大家相互交流、学习和借鉴的目的。
关键词：海底电缆；敷设；检验；常见问题；对策中图分类号：TE54 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）06-0083-02一、简介海底电缆是海上油气及海上风电系统重要的组成部分，在其生产中发挥着重要的作用。
海底电缆敷设质量的好坏对整个系统的寿命和效益产生重要影响。
近几年，随着海上风电设施的快速发展，大口径的海底电缆从敷设长度、比重、直径及接头制作等方面都比常规电缆敷设技术有了更高的要求。
二、基本参数常见的大口径海底电缆指海底光电复合缆单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆，对于海上风电场设施，通常电缆额定电压达到220kV。
以某项目为例，其主要技术参数见表1。
表1 技术参数电缆规格（mm ²）外径（mm） 空气中重量（kg/m）最大允许牵引力（kN） 最大允许侧压力（kN/m） 安装时允许弯曲半径（mm）3×500248.4±3.0109.8544783726三、基本组成大口径海底电缆基本组成如下：1—阻水导体；2—导体屏蔽；3—绝缘；4—绝缘屏蔽；5—金属防水屏蔽层；6—塑料防腐保护层；7—填充；8—铠装垫层；9—单层金属铠装；10—电缆外被层；11—光单元。
浅析海上风电项目220 kV海底电缆施工工序
浅析海上风电项目220 kV海底电缆施工工序
海上风电项目是利用海洋风能来发电的一种可再生能源项目。
在海上风电项目中，海
底电缆是将海上风电场中发电机组产生的电能传输到岸上的关键设备之一。
220 kV海底电缆施工工序主要包括以下几个步骤：
1. 海底电缆布放：首先需要在海上风电场中选择合适的位置进行电缆布放。
布放电
缆前，需要对海底地形进行勘测，确定电缆的最佳路径和布放区域。
然后，使用专业的船
只将电缆运输到海上，并通过特定的设备将电缆逐段布放到事先确定的位置。
2. 电缆铺设：在电缆布放完成后，需要将电缆铺设在海底。
这个过程需要使用专业
的电缆敷设船进行操作。
船上的设备会将电缆沿着事先确定好的路径进行铺设，并将电缆
固定在海底。
为确保电缆的安全和稳定，可能需要进行一些修复和保护措施，如使用防护管、锚链、浮标等。
3. 测试和绝缘处理：在电缆安装完成后，需要进行测试以确保电缆的质量。
常见的
测试包括绝缘电阻测试、电压测试等。
如果发现电缆有问题，需要进行修复或更换。
为了
保护电缆不受外界环境影响，可以对电缆进行绝缘处理，如涂抹绝缘层。
4. 连接和接地：完成与陆上电网连接的工作。
包括将电缆与陆上电网设备进行连接，并进行接地处理。
确保电缆能够正常传输电能，同时保证安全可靠。
35KV_220KV海底海缆敷设施工技术探讨
35KV/220KV海底海缆敷设施工技术探讨发布时间：2021-11-23T05:59:41.241Z 来源：《工程管理前沿》2021年19期作者：薄忆主[导读] 当前，海岛经济发展迅速沿海区域岛屿用电需求也在不断提高随着施工技术水平的不断进步,电力系统的海缆敷设施工数量越来越多。
薄忆主中节能（阳江）风力发电有限公司广东阳江529500摘要：当前，海岛经济发展迅速沿海区域岛屿用电需求也在不断提高随着施工技术水平的不断进步,电力系统的海缆敷设施工数量越来越多。
本文以某海缆敷设施工项目为例,对海缆敷设施工技术进行分析,并对海缆敷设施工重难点分析，提出相应的改进方法,进而有效提高施工效率,降低施工成本。
关键词：35KV/220KV海底海缆；施工技术；重难点分析一、工程概况海上风电场项目位于某岛东南侧海域，场址面积约58km2,外围风机包络海域面积约为42km2.水深在23m~32m之间，距离陆地最近距离约28km。
本项目本期规划装机容量为300MW,拟布置55台5.5MW的风电机组，配套建设220kV海上升压站及陆上集控中心。
风电机组发出电能通过35kV集电海底电缆接入海上升压站，升压后通过220kV海底电缆接入陆上集控中心，然后通过架空线路送到电网。
二、35KV/220KV海底海缆敷设施工技术2.1铺设前准备工作组织施工技术、安全交底，将施工要点、数据、工艺及注意事项等详细的告知各岗位施工人员；清点、准备足量的浮球、腊旗绳、自喷漆等物品，并将腊旗绳提前按照设计长度分段:检查保养牵引机、转盘、埋设犁等设备，发现问题及时处理，确保设备状态良好；提前在电缆上做标记，标记米数。
2.2 35KV/220KV海缆登平台(或升压站)起始端铺缆船舶到达施工海域后根据现场实际情况，进行抛锚作业，抛锚完成后，交通船将风机牵拉海缆人员送达到风机位置，安装牵拉导向等工作；准确测量船舶与平台的距离、水深和平台高度以及海缆余量，计算出海缆牵拉所需长度。
海底电缆的发展前景与技术探索
2008电线电缆论坛——聚焦市场与技术（电力与新能源）
面对国际日趋完善的海底电缆系统，国内目前 的4～5家海底电缆生产企业，因受技术水平、 企业条件方面的制约，不能完全满足市场的需 要。我国目前尚未完全解决浙江、山东、福建、 江苏、广东等省的沿海岛屿上存在的缺电问题， 一定程度上阻碍了当地经济的发展，影响了国 防建设。根据国家目前海底电缆的建设状况及 沿海经济建设规划的需求，海底电缆建设及应 用范围将会相应扩大。
2008电线电缆论坛——聚焦市场与技术（电力与新能源）
据了解，各类每座海上石油平台上电缆的用量 是：自升式平台150km，半潜式平台180km， 采油平台200km，生产平台200km，生活平台 100km。最近，韩国为俄罗斯建造的一座特大 型海上石油平台，共用各类电缆大约900km。 我国每年新建、维修海上石油平台需要用各类 电缆13000km，约有15%的海缆采用光电复合 海底电缆和海底电力电缆，保守估计使用各种 型号规格海底电缆约2000km。
2008电线电缆论坛——聚焦市场与技术（电力与新能源）
攻克光电复合海底交联电缆的接头技术，研发 220kV光电复合海底交联电缆注塑交联型软接 头工艺技术及电缆附件；解决光电复合海底交 联电缆安全敷设和安全运行问题，研制出确保 海缆敷设及安全运行智能保障系统。
2008电线电缆论坛——聚焦市场与技术（电力与新能源）
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河流湖泊等水下电缆市场
由于改造江河、湖泊以及水库大坝的需要， 水下电缆应用越来越广泛，主要分布在长江、 黄河、怒江、钱塘江、珠江等市场，2006年 海底电缆的用量约为300km，到2010年市场 需求量约为400km。
2008电线电缆论坛——聚焦市场与技术（电力与新能源）
海上风电项目海底电缆敷设流程及技术要点
海上风电项目海底电缆敷设流程及技术要点海上风电项目正逐渐成为可再生能源领域的重要发展方向。
这些项目需要大量的电力输送，因此海底电缆的敷设成为项目顺利进行的重要环节。
本文将详细介绍海上风电项目海底电缆敷设的流程及技术要点。
一、海上风电项目海底电缆敷设流程1. 前期准备：在正式进行海底电缆敷设之前，需要进行一系列的前期准备工作。
包括项目评估、方案设计、设备选型、施工计划制定等。
同时还需要办理相关的手续、取得必要的许可证和执照。
2. 海底勘测：在确定具体的敷设方案之前，需要进行海底勘测工作。
通过潜水员、水下机器人或声纳技术等手段，对海底地貌、海底沉积物、地形地貌、水流、海底生态等进行详细调查，为后续工作提供数据支持。
3. 终端站建设：海上风电项目通常会建设终端站，用于收集、转换和传输电力。
终端站通常位于离岸一段距离的海上。
在建设终端站时，需要考虑供电稳定性、设备可靠性、紧急维修等因素。
4. 电缆铺设：电缆是海上风电项目的关键组成部分，也是保障电力传输的主要通道。
电缆铺设通常采用海上敷设和海底沉贮两种方式。
海上敷设是指将电缆从陆地或者终端站铺设到风力发电设备的过程，而海底沉贮则是指将电缆从终端站直接沉入海底的过程。
在进行电缆敷设时，需要使用专业的敷设船只、潜水器材以及终端连接设备。
5. 电缆连接：在完成电缆敷设之后，需要进行电缆的连接工作。
通常会使用特殊的连接器将电缆末端连接到风力发电设备或终端站的相应设备上。
同时还需要进行电缆的绝缘、密封等处理，确保连接的可靠性和防水性。
6. 电缆测试：在完成电缆连接后，需要进行电缆的测试工作，以确保电缆正常工作。
电缆测试通常包括绝缘测试、导通测试、载流能力测试等。
只有通过了严格的测试，才能保证电力的可靠传输。
7. 运行维护：海上风电项目的海底电缆一旦敷设完毕，就需要进行日常的运行维护工作。
这包括定期巡检、故障排除、维修维护等工作。
同时还需要建立起完善的巡检、维护记录体系，以便及时发现和解决潜在问题。
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海底光电复合缆在海上风电场中的应用
摘要：本文介绍了海底光电复合缆作为电能和信息传输的融合媒质在海上风电场的应用需求，并根据近两年我国海上试验风电场和国外风电场对海底光电复合缆的性能要求和应用经验，重点阐述了海底光电复合缆的设计选型和结构形式，以利于海上风电的发展。
关键词：海底光电复合缆；海上风电场；设计选型
0 前言
风能的开发、利用主要有两种形式，分别是陆地风能和海上风能。
近年来我国新增风电装机容量以年均100%的速度在高速发展，但风电开发主要集中在陆地，海上风电资源开发则刚刚起步。
我国海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，可利用的风能资源超过7.5亿千瓦，而且距离电力负荷中心很近，使得近海风力发电技术成为近来研究和应用的热点。
海上风力发电场将成为未来风能应用和发展的重点，海上风力发电也是近年来国际风力发电产业发展的新领域。
由于海底自然环境恶劣及不可预见性，海上风电用海底电缆是设计技术、制造技术难度较大的电缆品种。
海底电缆不仅要求防水、耐腐蚀、抗机械牵拉及外力碰撞等特殊性能，还要求较高的电气绝缘性能和很高的安全可靠性，特别是大长度海缆、海底光电复合缆更是对目前电缆行业的制造能力和技术水平提出了极大挑战。
1 海底光电复合缆的应用概述
海底光电复合缆就是在海底电力电缆中加入具有光通信功能及加强结构的光纤单元，使其具有电力传输和光纤信息传输的双重功能，完全可以取代同一线路敷设的海底电缆、海底光缆，节约了海洋路由资源，降低制造成本费用、海上施工费用、路岸登陆费用，直接降低了项目的综合造价和投资，并间接地节约了海洋调查的工作量、后期路由维护工作。
1
2
海底光电复合缆广泛应用于海上石油和石化项目、大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间、穿越江河湖底的电力和信息传输。
近几年蓬勃发展的海上风力发电场更是大多采用海底光电复合缆，我国近两年建设的近海试验风电场全部采用海底光电复合缆实现电力传输和远程控制。
随着信息化、自动化及我国海洋事业和智能电网的快速发展，未来的数十年内，无论是海上风力发电，还是海上石油平台等海上作业系统应用的海底电缆，绝大多数都将使用海底光电复合缆。
经统计，从2007年至今，中天科技海缆公司共收到国内外海缆咨询信息二百多份，涉及海缆数量2000多公里，其中光电复合缆占82.3%。
据2009中国国际海上风电和传输大会称，中国沿海-20m 水深以内风电可开发量约7.5亿千瓦，为我国陆上风电可开发量的3倍，因此,海上风电资源将成为我国开发清洁能源的一个重要领域。
预计到2010 年我国风电总装机容量有望突破3×107kW 。
国际风能理事会( GWEC) 确认:“中国已经成为全球风电发展最快的国家。
”
2009年9月首次1000兆瓦海上风电特许权招标的启动，标志着我国海上风电建设驶入快车道。
据预测，2015年中国海上风电装机容量将达到500万千瓦，2020年达到3000万千瓦，主要集中在江苏沿海、浙江沿海、山东沿海、福建沿海、广东沿海等区域。
根据以往海上风电的设计及未来风机单机装机容量测算，每兆瓦约需0.8km 海底电缆。
所以在未来10
年内，我国的近海风电
海上升压站
采用35kV 海底光电复合缆，将风
机逐个串接，并根据风机输出功率逐级增大电缆或导线截面。
岸上升压站
35kV 光电复合缆
高压海缆
场建设约需2.4万公里海底电缆，总价值约250亿元，电压等级覆盖35kV-220kV，将为海底电缆生产厂家带来很大的商机并带动我国海底电缆的快速发展。
2 海底光电复合缆在海上风电场中的设置
目前，我国海上风电场升高电压通常采用二级升压方式（少数采用三级），即风电机输出电压690V经箱变升压至35kV后，分别通过35kV海底电缆汇流至110kV或220kV升压站，最终通过110kV或220kV线路接入电网。
图1为近海风力发电场典型布局图。
图1 近海风力发电场典型布局图
一般来说，应根据海上风场容量、接入电网的电压等级和综合经济性规划海上风电场风能传输方式，既可采用二级升压方式也可采用三级升压方式。
如果风电场较小（100MW以内）且离岸较近（不超过15km），可选用35kV海底光电复合缆直接把电能传送到岸上升压站。
若海上风电场容量较大且离陆地较远，考虑到35kV电缆传输容量、电压降、功率因数等问题，大多采用设立海上升压站的方式，岸上升压站可根据实际情况确定是否设立。
海底电缆的电压等级可根据各国各地区不同的电网形式进行选择，如欧洲国家选用20kV或30kV中压海底电缆汇集风场电能至岸上或海上升压站，我国主要采用35kV海底电缆。
图2为三种不同的输送方式。
3
图2 海上风场风能的三种传输方式
表1是我国已运行的几个试验风电场（风机）的电能输送方式：
表1 我国几个海上风电场的电能输送方式
由于海底应用的特殊环境，不同电压等级的海底光电复合缆需具有不同的导电截面、不同的机械强度、防海水渗漏与腐蚀等结构特性，并采用适应潮间带、潮下带、深水区等不同的施工方法，以满足海上风电产业的特殊需求。
表2给出了我国最早的四个海上（含潮间带）风电场选用海底光电复合缆的情况，其结构形式
4
与技术要求基本相同，其中龙源风力发电潮间带试验风电场根据潮间带施工特点、地形地貌等环境条件和海缆设计资料，选择了细钢丝铠装作为电缆的外铠保护层。
表2 我国四个海上风电场选用的海底光电复合缆
在选择用于风机与风机之间连接或汇流用的海底光电复合缆时，应考虑穿管或曝露在阳光下等环境条件引起电缆负荷损失的影响，以及大长度海底电缆长距离传输时的电压降对系统的稳定性和无功功率增加对系统经济性的影响。
表3列出了在假定环境条件下35kV光电复合缆的部分计算参数，可供风场设计人员在选择海缆时初步参考。
因各风场对海缆的结构要求和环境条件有所不同，确定电缆经济截面前风电场设计单位可向海缆设计人员咨询更具有参考价值的海缆计算参数。
表3 35kV海底光电复合缆的部分计算参数
5。