海洋电缆<百科>

海洋电缆简介

海底电缆，是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号。

海缆分海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通讯业务，费用昂贵，但保密程度高。海底电力电缆主要用于水下传输大功率电能，与地下电力电缆的作用等同，只不过应用的场合和敷设的方式不同。由于海底电缆工程被世界各国公认为复杂困难的大型工程，从环境探测、海洋物理调查，以及电缆的设计、制造和安装，都应用复杂技术，因而海底电缆的制造厂家在世界上为数不多，主要有挪威、丹麦、日本、加拿大、美、英、法、意等国，这些国家除制造外还提供敷设技术。

制作材料

海底光缆的核心是由细如毛发的高纯度光纤制作，通过内反射来引导光沿着光纤的路径前进。海底电缆要能够承受水下8公里处的巨大压力，相当于把一头大象放在人的拇指所承受的重量。NEC公司所制造的深海电缆采用轻量的聚乙烯制作，整条电缆仅有17毫米的厚度。

制作过程

在海底光缆的制作中，光纤首先会被嵌入在类似果冻的化合物中，保护即使在与海水接触的情况下电缆也不会损坏。然后将光缆装入钢管中，防止水的压力将其破坏。接下来将其包裹在整体强度极高的钢丝之中，并套在铜管之中，最后套上聚乙烯材料的保护层。靠近大陆架的海岸，海底电缆的铺设通常采用轻质电缆搭配强度更大的钢丝，并覆盖沥青涂层以防止海水腐蚀。

容量

海底电缆最多可以搭载80Tbps的数据量，相当于在一秒钟内传输4.7GB容量。

产品用途

海底通信电缆主要用于长距离通讯网、通常用于远距离岛屿之间、跨海军事设施等较重要的场合。海底电力电缆敷设距离较通信电缆相比要短得多，主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等。在一般情况下，应用海底电缆传输电能无疑要比同样长度的架空电缆昂贵，但用它往往比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济，在近海地区应用好处更多。在岛屿和河流较多的国家，此种电缆应用较广泛。

分类

海底电缆发展至今，结构设计上做出多种探索和尝试，主要包括以下几种型式：

1.浸渍纸包电缆。适用于不大于45kV交流电及不大于400kV直流电的线路。目前只限安装于水深500m以内的水域。

2.充油电缆。利用补充浸渍剂的方法消除电缆中的气隙。当电缆温度升高时，浸渍剂膨胀，电缆内部压力增加，浸渍剂流入供油箱；电缆冷却时浸渍剂收缩，电缆内部压力降低，供油箱内浸渍剂又流入电缆，防止了气隙的产生，故可以用于110千伏及以上线路。敷设于水深可达500m。

3.充气式（压力辅助）电缆。使用浸渍纸包的充气式电缆比充油式电缆更适合于较长的海底电缆网，但由于须在深水下使用高气压操作，故此增加了设计电缆及其配件的困难，一般限于水深为300m以内。

4.“油压”管电缆。只适用于数公里长的电缆系统，因为要把极长的电缆拉进管道内，受到很大的机械性限制。

5.挤压式绝缘（交联聚乙烯绝缘、乙丙橡胶绝缘）电缆。适用于高达200kV交流电压。乙丙橡胶较聚乙烯更能防止树枝现象及局部泄电，使海底电缆更有效地发挥功能。

种类及应用范围

在小于45kV的交流电以及小于400kV的直流电线路中主要对浸渍纸包电缆加以应用，500以内的水深是现在限制的安装水域；自容式充油电缆则在交流电线路或者高达750kV的直流电中得到应用。因为此种电缆属于充油式电缆，所以可以将其豪无困难地敷设在水深高达500m的海域里。另外还有挤压式绝缘电缆以及充气式电缆，其中充气电缆又称为压力铺助电缆，属于使用浸渍纸包的充气式电缆，比充油式电缆更加适用于相对较长的海底电缆网，由于其需要使用高气压在深水下进行操作，这无疑加大了设计配件与电缆的因难性，所以现在只限于在水深300以内的海域使用。

发展历史

1850年，人们在加莱(法国)和多弗(英国)之间铺设了世界上第一条海底电缆，1858年8月由塞勒斯-韦斯特-菲尔德创立的一家英国私人公司在爱尔兰(欧洲)与纽芬兰(北美洲)之间完成铺设了第一条洲际海底通信电缆。

同陆地电缆相比，海底电缆有很多优越性:一是铺设不需要挖坑道或用支架支撑，因而投资少，建设速度快;二是除了登陆地段以外，电缆大多在一定测试的海底，不受风浪等自然环境的破坏和人类生产活动的干扰，所以，电缆安全稳定，抗干扰能力强，保密性能好。

1876年，贝尔发明电话后，海底电缆加入了新的内容，各国大规模铺设海底电缆的步伐加快了。1902年环球海底通信电缆建成。

1960年，世界上第一台激光器问世，人们开始利用激光能在光导纤维中传输的特性来传递信息。

世界上有32个国家与地区通过海底光缆建立了最现代化的全球通信网络，可同时进行30万路电话通话或数据传输。

海底光缆在中国也得到迅猛发展。1993年建成的中日海底光缆系统，可开通7560条电话电路。1997年在上海南汇又建设了一条天下无难事光缆(FLAG)，连接全球20个国家，可开通12万条电话电路。我国开始建设中美、亚欧两条光缆，总通信能力将猛增到132万路。

操作方法

海底电力电缆的整个制造过程同一般电力电缆基本相同，但在电缆机械强度和防腐要求上有所特殊，并要求电缆长度尽量延长。以下简述浸渍纸电缆和挤压式绝缘电缆的制造过程。浸渍纸电缆首先用绝缘纸绕包线芯，而后真空干燥、浸油，完成导体线芯后，再包铅套，此时须经连续挤压的过程。挤压极长的电缆芯，属于极为重要的步骤，须夜以继日进行。充油式电缆的导线芯从储缸到压铅机之间，经过一条虹吸输送管，管内注有除气油，以反方向流向导线芯，以便隔绝线芯与空气的接触。导线芯包上铅套后，需在旋转式平台上进行盘线(倘若电缆属于充油式或充气式，则可以另行添加适量的金属补强料)，再予电缆包上聚乙烯护套(挤压聚乙烯护套也属于连续性的作业)，最后裹以二层镀锌钢线的铠装，外复油麻浸渍物。在最后生产的过程中，须在适当阶段透过聚乙烯护套把铅套和金属带接地。交联聚乙烯电缆和乙丙橡胶绝缘海底电缆的大部分生产过程，除了挤压及合成橡胶绝缘层的硫化过程外，大体上和纸绝缘铅套电缆的制造过程相近，但不使用铅护套。

敷设方式

海缆敷设主要包括电缆路由勘查清理、海缆敷设和冲埋保护三个阶段。电缆敷设时要通过控制敷设船的航行速度、电缆释放速度来控制电缆的入水角度以及敷设张力，避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤电缆。其中，在浅滩段(南岭侧)敷设时，电缆敷设船停在距离海岸4.5千米的地方，通过岸上的牵引机牵引，将放置在浮包上的电缆牵引上岸，电缆上岸后拆除浮包，使电缆下沉至海底。深海段敷设时，电缆敷设船释放出电缆，使用水下监视器、水下遥控车不断地进行监视和调整，控制敷设船的前进速度、方向和敷设电缆的速度，以绕开凹凸不平的地方和岩石避免损伤电缆。

在施工的最后阶段，主要是对海底电缆进行深埋保护，减小复杂的海洋环境对海底电缆的影响，保证运行安全。在沙地及淤泥区，用高压冲水产生一条约2米深的沟槽，将电缆埋入其中，旁边的沙土将其覆盖;在珊瑚礁及粘土区，用切割机切割一条0.6-1.2米深的沟槽，把电缆埋入沟槽，自然回填形成保护;在坚硬岩石区，需在电缆上覆盖水泥盖板等硬质物体实施保护。

发展前景

海底电缆是实施出口质量许可制度的产品，生产企业须按规定取得由国家出入境检验检疫部门颁发的出口质量许可证书，方可生产出口产品。

目前我国的大陆和台湾岛之间没有直接的通信光缆连接，一般都是通过美国的海底光缆交换信息的，世界上的全球性的Internet互联网都是通过海底通信光缆来实现的，目前正在准备的“太平洋高速公路”海底光缆系统，长度将达到两万五千公里，联结中国、美国、日本、韩国等许多太平洋国家。

1866年跨大西洋海底电缆铺设成功，实现了欧美大陆之间跨大西洋的电报通讯。时至今日，随着社会经济和科技发展，海底管线的种类越来越多。按照用途，海底管道可以简单地分为输油管道、输气管道、输水管道等；海底缆线主要有通信光缆、输电电缆、通信电缆等。