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海底电力电缆 设计、安装、修复和环境影响
简介
目录
译者的话
前言
致谢
缩略语汇总
第1章海底电力电缆的应用..............................1
1.1 岛屿供电............................. 1
1.2独立电网连接................................2
1.3近海风电场.................................3
1-4海上石油平台供电..............................4
1-5跨越江河海峡短程输电 ...........................5
1.6海底电力电缆的其他应用...........................5
参考文献.....................................6
第2章海底电力电缆及其设计元件...........................7
2. 1导体...................................7
2. 1. 1 实心导体............................8
2.1.2圆单线绞合导体 ...........................8
2.1.3 型线导体 ........................ 9
2.1.4用于充油电缆的空心导体 .......................9
2. 1.5分割导体........................... 10
2.1.6导体电阻 .............................11
2.1.7导体阻水..............................12
2.1.8超导导体..............................12
2.2绝缘系统.................................12
2. 2. 1 聚乙烯 ...........................13
2.2.2交联聚乙烯.............................13
2. 2. 3导体屏蔽和绝缘屏蔽 ......................14
2. 2.4老化和潮湿对交联聚乙烯绝缘的影响 ................15
2.2.5交联聚乙烯绝缘的应用 .......................16
2. 2.6 挤包高压直流电缆 .......................17
2. 2.7其他挤包绝缘系统 ........................17
2. 2.8用于交流或直流的纸绝缘充油电缆 .................17
2. 2.9用于高压直流的粘性浸渍纸绝缘 ..................19
2. 2. 10充气海底电缆...........................21
2.2.11其他绝缘系统 .......................... 21
2. 3阻水护套..................................22
2. 3.1 铅套............................. 23
2. 3. 2 铝套...............................24
2. 3. 3 铜套...............................24
2. 3.4 聚合物护套......................... 25
2.4铠装.....................................25
2- 4.1 防腐................................28
2.5外被层....................................30
2.6三芯电缆.................................30
2.6.1单芯和三芯海缆间的选择.........................32
2.7两芯电缆......................:............33
2.8同轴电缆...................................34
2.9 光纤复合海底电力电缆 ...........................35
2. 10 五种常用电缆类型 ...........................36
参考文献........................... 38
第3章设计......................................40
3. 1热性设计..................................40
3. 1. 1 单芯高压直流电缆 ........................40
3.1.2交流电缆............................ 45
3.1.3热性设计的其他因素..................... 49
3. 1.4 2K 准则.............................56
3.1.5热性设计的经济性............................58
3.2机械性能设计.................................61
3. 2.1敷设过程的张力............................61
3.2.2国际大电网会议(CIGRE)推荐试验规范............ 63
3.2.3导体和铠装之间的机械应力分布 ................... 64
3.2.4其他的力及影响........................... 66
3.2.5涡致振动 ...............................68
3.3电气设计...................................70
3- 3.1电气强度的概念...........................……70
3. 3. 2 威布尔 (Weibull) 分布 ............... 71
3.3.3交流电缆的绝缘设计 ..........................73
3.3.4直流电缆的绝缘设计......................... 76
3.3.5粘性浸渍纸绝缘电缆的绝缘设计 .....................77
3. 3.6 冲击电场强度 …….........................79
3. 3. 7可用性和可靠性...........................80
参考文献......................................80
第4章附件......................................82
4. 1海底电缆接头................................82
4. 1. 1工厂接头..............................82
4.1.2近海安装接头..............................84
4.1.3各种不同的接头设计 ..........................88
4. 1.4 海滩接头 ........................... 90
4.2电缆终端................................. 91
4. 2.1岸上交流电缆终端 ........................ 91
4.2.2岸上直流终端 ........................... 91
4.2.3近海电缆终端 .............................92
4.3其他附件...................................93
4. 3. 1 J-管..............................93
4.3.2锚固装置................................93
4.3.3弯曲保护.............................. 94
4.3.4海底电缆固定装置 ...........................95
参考文献....;.................................95
第5章制造和试验................................ 96
5.1 制造................................... 96
5. 1. 1 导体...............................96
5.1.2交联聚乙烯绝缘电缆...........................……97
5. 1.3 纸绝缘电缆 ...........................98
5.1.4 屏蔽..............................100
5. 1.5 成缆............................ 101
5. 1.6 铠装..............................102
5- 1-7 海底电力电缆的储存 ......................104
5.2 试验...................................105
5. 2. 1 研究性试验 ......................... 105
5. 2.2 型式试验 ...........................106
5.2.3 例行试验 .............................112
5.2.4 工厂验收试验（FAT） ................... 113
5. 2.5 安装后试验 ..........................114
5. 2.6非电气试验............................ 115
参考文献.....................................116
第6章海洋勘测................................. 117
6. 1海洋勘测范围...............................118
6.2 测深...................................119
6. 3海底下层测绘...............................121
6.4 目测检验..................................122
6.5 土壤取样 ..................................122
6.6 土壤温度和海水温度 .............................123
参考文献....................................123
第7章海底电力电缆安装和保护........................125
7.1 安装....................................125
7. 1. 1电缆敷设船...............................125
7.1.2其他船舶................................134
7. 1.3 登陆和物流 ................................................135
7.1.4 海底电力电缆敷设 ............................136
7.1.5海底电缆登陆 .............................................139
7.1.6 海底电缆接头 ……__...................... 142
7. 1.7 天气..................................146
7. 1.8 组织..................................151
7.2海底电力电缆的保护..........................____152
7.2.1选择合适的电缆路由 ...........................153
7. 2.2设计合适的电缆铠装...........................155
7.2.3外部保护 ................................156
7. 2.4安装后保护...............................161
7.3附录：悬链线................................162
参考文献.....................................164
第8章损伤和修复...............................166
8. 1 损伤....................................166
8. 1.1 受损原因 .......................................166
8. 1.2损伤的统计分布 ............................. 167
8.1.3 渔具造成的损伤 .............................167
8.1.4锚造成的损伤 .............................. 168
8. 1.5敷设过程中的损伤 ............................171
8. 1.6其他损伤................................172
8.1.7自发性损伤...............................173
8.1.8接头故障..........................._______174
8.2修复.......................................................................174
8. 2. 1 备用电缆 .............................................. 174
8.2.2 修理船 .................................175
8.2.3 修复团队................................175
8. 2.4 修复作业 ................................ 176
8. 3故障定位..................................177
8.3.1 时域反射（TDR） ............................ 177
8. 3-2 电桥测量法 ......................... 179
8. 3.3精细定位法 ............................180
8. 3.4光时域反射测量技术 ...................... 181
8.3.5其他方法...............................182
8.4修复实例..................................183
参考文献.....................................186
第9章 运行和维护：可靠性 ............................187
9.1海底电缆的运行 ..............................187
9. 1.1所有类型海底电力电缆的常用措施 ................. 187
9. 1.2 仪器仪表 ...........................188
9.1.3粘性浸渍纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆 .............. 189
9.1.4低油压充油、自容式充油和自容式充液电缆 ...............189
9.1.5 电缆终端..............................189
9.2海底电力电缆的可靠性 ...........................190
9.2.1国际大电网会议的研究 ........................190
9. 2.2大型高压直流电缆工程的故障统计 ................ 191
9.2.3可靠性术语的定义...........................192
9. 2.4 一些海底电力电缆的可靠性 ....................192
参考文献.....................................195
第10章环境问题..................................196
10. 1 环境评估 .............................196
10.2电缆损耗的影响.............................197
10.3电缆设计的相关环境问题.........................198
10.3.1导体材料.............................198
10.3.2 其他电缆材料的选择.......................199
10.4电缆安装的环境问题...........................201
10.5海底电力电缆运行对环境的影响 ................... 203
10. 5. 1 热的影响..........................203
10. 5. 2 2K 准则....................... 204
10. 5. 3 电磁影响..........................205
10. 5.4 化学影响......................... 210
10.6海底电力电缆的再生利用....................... 210
参考文献.................................. 211
第11章轶事....................................213
11. 1 S/S Castalia 的浮动医院 ...............213
11. 2连接英国Lydd和法国Boulogne的高压直流电缆 ....... 214
11.3领航员.................................214
11.4 S向成缆和成圈方向..........................215
11.5 可以吃的绝缘 ..............................216
11.6弹球机...................................216
11.7 邮票...................................217
11.8不寻常的电缆船...............................218
11.9 蛀船虫 .................................219
11.10德国士兵战争时寻找一个电缆故障......................219
11.11甚至更多损害...............................220
11. 12 电缆圈................................220
11.13电缆船海礁........................... 221
11.14 诗歌..................................222
11. 14. 1 Florence Kimball Russel 夫人的旅程..222
参考文献......................................224
第12章常用表....................................225
12.1电缆绝缘材料的介质特性 ........................ 225
12.2铅合金...................................225
12. 3 非米制导体尺寸：kcmil ..................... 226
12.4非米制线规 .............................. 227
12.5海水中金属及其合金的电化学序 .......................228
12.6各国海底土壤分级 .......................... 229
12.7非米制单位............................... 230
12.8海潮术语..................................230
参考文献..................................... 231
附录 主要海底电力电缆工程中文名称..........................232
目录
译者的话
前言
致谢
缩略语汇总
第1章海底电力电缆的应用..............................1
1.1 岛屿供电............................. 1
1.2独立电网连接................................2
1.3近海风电场.................................3
1-4海上石油平台供电..............................4
1-5跨越江河海峡短程输电 ...........................5
1.6海底电力电缆的其他应用...........................5
参考文献.....................................6
第2章海底电力电缆及其设计元件...........................7
2. 1导体...................................7
2. 1. 1 实心导体............................8
2.1.2圆单线绞合导体 ...........................8
2.1.3 型线导体 ........................ 9
2.1.4用于充油电缆的空心导体 .......................9
2. 1.5分割导体........................... 10
2.1.6导体电阻 .............................11
2.1.7导体阻水..............................12
2.1.8超导导体..............................12
2.2绝缘系统.................................12
2. 2. 1 聚乙烯 ...........................13
2.2.2交联聚乙烯.............................13
2. 2. 3导体屏蔽和绝缘屏蔽 ......................14
2. 2.4老化和潮湿对交联聚乙烯绝缘的影响 ................15
2.2.5交联聚乙烯绝缘的应用 .......................16
2. 2.6 挤包高压直流电缆 .......................17
2. 2.7其他挤包绝缘系统 ........................17
2. 2.8用于交流或直流的纸绝缘充油电缆 .................17
2. 2.9用于高压直流的粘性浸渍纸绝缘 ..................19
2. 2. 10充气海底电缆...........................21
2.2.11其他绝缘系统 .......................... 21
2. 3阻水护套..................................22
2. 3.1 铅套............................. 23
2. 3. 2 铝套...............................24
2. 3. 3 铜套...............................24
2. 3.4 聚合物护套......................... 25
2.4铠装.....................................25
2- 4.1 防腐................................28
2.5外被层....................................30
2.6三芯电缆.................................30
2.6.1单芯和三芯海缆间的选择.........................32
2.7两芯电缆......................:............33
2.8同轴电缆...................................34
2.9 光纤复合海底电力电缆 ...........................35
2. 10 五种常用电缆类型 ...........................36
参考文献........................... 38
第3章设计......................................40
3. 1热性设计..................................40
3. 1. 1 单芯高压直流电缆 ........................40
3.1.2交流电缆............................ 45
3.1.3热性设计的其他因素..................... 49
3. 1.4 2K 准则.............................56
3.1.5热性设计的经济性............................58
3.2机械性能设计.................................61
3. 2.1敷设过程的张力............................61
3.2.2国际大电网会议(CIGRE)推荐试验规范............ 63
3.2.3导体和铠装之间的机械应力分布 ................... 64
3.2.4其他的力及影响........................... 66
3.2.5涡致振动 ...............................68
3.3电气设计...................................70
3- 3.1电气强度的概念...........................……70
3. 3. 2 威布尔 (Weibull) 分布 ............... 71
3.3.3交流电缆的绝缘设计 ..........................73
3.3.4直流电缆的绝缘设计......................... 76
3.3.5粘性浸渍纸绝缘电缆的绝缘设计 .....................77
3. 3.6 冲击电场强度 …….........................79
3. 3. 7可用性和可靠性...........................80
参考文献......................................80
第4章附件......................................82
4. 1海底电缆接头................................82
4. 1. 1工厂接头..............................82
4.1.2近海安装接头..............................84
4.1.3各种不同的接头设计 ..........................88
4. 1.4 海滩接头 ........................... 90
4.2电缆终端................................. 91
4. 2.1岸上交流电缆终端 ........................ 91
4.2.2岸上直流终端 ........................... 91
4.2.3近海电缆终端 .............................92
4.3其他附件...................................93
4. 3. 1 J-管..............................93
4.3.2锚固装置................................93
4.3.3弯曲保护.............................. 94
4.3.4海底电缆固定装置 ...........................95
参考文献....;.................................95
第5章制造和试验................................ 96
5.1 制造................................... 96
5. 1. 1 导体...............................96
5.1.2交联聚乙烯绝缘电缆...........................……97
5. 1.3 纸绝缘电缆 ...........................98
5.1.4 屏蔽..............................100
5. 1.5 成缆............................ 101
5. 1.6 铠装..............................102
5- 1-7 海底电力电缆的储存 ......................104
5.2 试验...................................105
5. 2. 1 研究性试验 ......................... 105
5. 2.2 型式试验 ...........................106
5.2.3 例行试验 .............................112
5.2.4 工厂验收试验（FAT） ................... 113
5. 2.5 安装后试验 ..........................114
5. 2.6非电气试验............................ 115
参考文献.....................................116
第6章海洋勘测................................. 117
6. 1海洋勘测范围...............................118
6.2 测深...................................119
6. 3海底下层测绘...............................121
6.4 目测检验..................................122
6.5 土壤取样 ..................................122
6.6 土壤温度和海水温度 .............................123
参考文献....................................123
第7章海底电力电缆安装和保护........................125
7.1 安装....................................125
7. 1. 1电缆敷设船...............................125
7.1.2其他船舶................................134
7. 1.3 登陆和物流 ................................................135
7.1.4 海底电力电缆敷设 ............................136
7.1.5海底电缆登陆 .............................................139
7.1.6 海底电缆接头 ……__...................... 142
7. 1.7 天气..................................146
7. 1.8 组织..................................151
7.2海底电力电缆的保护..........................____152
7.2.1选择合适的电缆路由 ...........................153
7. 2.2设计合适的电缆铠装...........................155
7.2.3外部保护 ................................156
7. 2.4安装后保护...............................161
7.3附录：悬链线................................162
参考文献.....................................164
第8章损伤和修复...............................166
8. 1 损伤....................................166
8. 1.1 受损原因 .......................................166
8. 1.2损伤的统计分布 ............................. 167
8.1.3 渔具造成的损伤 .............................167
8.1.4锚造成的损伤 .............................. 168
8. 1.5敷设过程中的损伤 ............................171
8. 1.6其他损伤................................172
8.1.7自发性损伤...............................173
8.1.8接头故障..........................._______174
8.2修复.......................................................................174
8. 2. 1 备用电缆 .............................................. 174
8.2.2 修理船 .................................175
8.2.3 修复团队................................175
8. 2.4 修复作业 ................................ 176
8. 3故障定位..................................177
8.3.1 时域反射（TDR） ............................ 177
8. 3-2 电桥测量法 ......................... 179
8. 3.3精细定位法 ............................180
8. 3.4光时域反射测量技术 ...................... 181
8.3.5其他方法...............................182
8.4修复实例..................................183
参考文献.....................................186
第9章 运行和维护：可靠性 ............................187
9.1海底电缆的运行 ..............................187
9. 1.1所有类型海底电力电缆的常用措施 ................. 187
9. 1.2 仪器仪表 ...........................188
9.1.3粘性浸渍纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆 .............. 189
9.1.4低油压充油、自容式充油和自容式充液电缆 ...............189
9.1.5 电缆终端..............................189
9.2海底电力电缆的可靠性 ...........................190
9.2.1国际大电网会议的研究 ........................190
9. 2.2大型高压直流电缆工程的故障统计 ................ 191
9.2.3可靠性术语的定义...........................192
9. 2.4 一些海底电力电缆的可靠性 ....................192
参考文献.....................................195
第10章环境问题..................................196
10. 1 环境评估 .............................196
10.2电缆损耗的影响.............................197
10.3电缆设计的相关环境问题.........................198
10.3.1导体材料.............................198
10.3.2 其他电缆材料的选择.......................199
10.4电缆安装的环境问题...........................201
10.5海底电力电缆运行对环境的影响 ................... 203
10. 5. 1 热的影响..........................203
10. 5. 2 2K 准则....................... 204
10. 5. 3 电磁影响..........................205
10. 5.4 化学影响......................... 210
10.6海底电力电缆的再生利用....................... 210
参考文献.................................. 211
第11章轶事....................................213
11. 1 S/S Castalia 的浮动医院 ...............213
11. 2连接英国Lydd和法国Boulogne的高压直流电缆 ....... 214
11.3领航员.................................214
11.4 S向成缆和成圈方向..........................215
11.5 可以吃的绝缘 ..............................216
11.6弹球机...................................216
11.7 邮票...................................217
11.8不寻常的电缆船...............................218
11.9 蛀船虫 .................................219
11.10德国士兵战争时寻找一个电缆故障......................219
11.11甚至更多损害...............................220
11. 12 电缆圈................................220
11.13电缆船海礁........................... 221
11.14 诗歌..................................222
11. 14. 1 Florence Kimball Russel 夫人的旅程..222
参考文献......................................224
第12章常用表....................................225
12.1电缆绝缘材料的介质特性 ........................ 225
12.2铅合金...................................225
12. 3 非米制导体尺寸：kcmil ..................... 226
12.4非米制线规 .............................. 227
12.5海水中金属及其合金的电化学序 .......................228
12.6各国海底土壤分级 .......................... 229
12.7非米制单位............................... 230
12.8海潮术语..................................230
参考文献..................................... 231
附录 主要海底电力电缆工程中文名称..........................232
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