海洋電纜簡介

海洋電纜簡介

海底電纜，是用（yòng）絕緣材料包裹的電纜，鋪設在海底，用於電信傳輸。海底電纜分（fèn）海底通信電纜和海底電力電（diàn）纜。現代的（de）海底電纜都是使用光纖作為材料，傳輸電（diàn）話和互聯網信（xìn）號。

海纜分海底通信（xìn）電纜和海（hǎi）底電力電纜（lǎn）。海底通信電纜主（zhǔ）要用於通訊業務，費用昂貴，但保密程度高。海底電力電纜主要用於（yú）水下傳輸大功率電能（néng），與地下電力（lì）電纜的作用等同，隻不過（guò）應用的場合和敷設的（de）方式不同。由於海底電纜工程被世界各國公認為（wéi）複雜困難的大型工程，從環（huán）境探測、海洋（yáng）物理調查（chá），以及電纜的設計、製造和安裝，都應用複雜技術，因而海底電纜的製造廠家（jiā）在世界上為數不多，主要有挪威、丹麥（mài）、日本、加拿大、美、英、法（fǎ）、意等國，這些國（guó）家除製造外還提（tí）供敷設（shè）技術。

製作材料

海底光纜的核心是由細如毛發的高純度光纖製作，通過內反（fǎn）射來引導光沿著光纖的路（lù）徑前進。海底電纜要能夠承受水下8公裏處的巨大壓（yā）力，相當於把一頭大（dà）象（xiàng）放在人（rén）的拇指所承受的重量。NEC公司所製造的深海電纜采用輕量的聚乙（yǐ）烯製（zhì）作，整條電纜僅有17毫米的厚度。

製作過程

在海底光纜的製作中，光纖首先會被嵌入在類似果凍的化合物中，保護即使在與海水接觸（chù）的情況下電纜也不會損壞。然後將光纜裝入鋼管中，防止水（shuǐ）的（de）壓力將其（qí）破壞。接下來將其包裹在整體強度（dù）極高（gāo）的鋼絲之中，並套在銅管之中，最後套上聚（jù）乙烯材料的保護（hù）層。靠近大陸架的海岸，海底電纜的（de）鋪設通常采用輕質電（diàn）纜（lǎn）搭配強度更大的鋼絲，並覆蓋瀝青（qīng）塗層以防止海水腐蝕。

容量

海底電纜最多可以（yǐ）搭載80Tbps的數據量，相當於在一秒鍾內傳輸4.7GB容量。

產品用途

海底通信電纜主要用於長距離（lí）通訊網、通常用於遠距離島嶼之間、跨海軍事設施等較重要的場合。海底（dǐ）電力電纜敷設距離較通信電（diàn）纜相比要短得多，主要用於（yú）陸島之間、橫越江河或港灣、從陸上連接鑽井（jǐng）平台（tái）或鑽井平台間的互相連接等（děng）。在一般情況下，應用海底電纜傳輸電（diàn）能無疑要比（bǐ）同樣長度的（de）架空電纜昂貴，但用它往往（wǎng）比用小（xiǎo）而（ér）孤立（lì）的發電站作地區性發電更經濟，在近海地區應用好處更多。在島嶼和河流（liú）較多的國家，此種電纜應用較廣泛。

分類

海底電纜發展至今，結構設計上做出多種探索和嚐（cháng）試（shì），主要（yào）包括（kuò）以下幾種（zhǒng）型式：

1.浸漬紙包電纜。適用於不大於45kV交流電及不大於400kV直流電（diàn）的線路。目前隻限安裝於水深（shēn）500m以內的水域。

2.充油電（diàn）纜。利用補（bǔ）充浸漬（zì）劑（jì）的方（fāng）法消除電纜（lǎn）中的氣隙。當電纜溫度升高時，浸漬劑膨脹，電纜內部壓力增（zēng）加，浸漬劑流入（rù）供油箱；電纜冷卻時浸漬劑收縮，電纜內部（bù）壓力降低，供油箱內浸漬劑又流入電纜，防止了氣隙的（de）產生，故可（kě）以用於110千伏及以上線路。敷設於水深（shēn）可達500m。

3.充氣式（壓力輔助（zhù））電纜。使用浸（jìn）漬紙包的充氣式電纜（lǎn）比充油式電纜更適合於較長的海底電纜網，但由於須在深水下使用高氣壓操作，故此增（zēng）加了設計電纜及其配件的困難，一般限於水深為300m以內。

4.“油壓”管電纜。隻適用於數公裏長的電纜係統，因為要把極長的電（diàn）纜拉進管道（dào）內，受到（dào）很大的機械性限製。

5.擠（jǐ）壓（yā）式絕緣（交聯聚乙烯絕緣、乙丙（bǐng）橡（xiàng）膠絕緣）電（diàn）纜。適用於高達（dá）200kV交流電壓。乙丙橡膠較聚乙烯更能防止樹枝現象及局部（bù）泄電，使海底電纜更有效地（dì）發揮功（gōng）能。

種類及應用範圍（wéi）

在小於45kV的交流電以及小於400kV的直流電線路（lù）中主要對浸漬紙包電纜加以應用，500以內的水深是現在限製的安裝水域；自容式充油電纜則（zé）在交（jiāo）流電線路或者高達750kV的直流電中得到應（yīng）用。因為此種（zhǒng）電纜屬於充油式電纜，所以可以將其豪無困難地敷設在水深高達500m的海域裏。另外還（hái）有擠壓式絕緣電纜以（yǐ）及充氣式電纜，其中充氣電纜又稱為壓力鋪助電纜，屬於使用浸漬（zì）紙包的充氣式電纜，比充油式電纜更加適用於相對較長的海底電纜網，由於其需要使用高氣壓在深水下（xià）進行操作，這無疑加大了設計配件與電纜的因難性，所以（yǐ）現在隻限於在水深300以內的海域使用。

發展曆史

1850年，人（rén）們在加萊(法國)和（hé）多弗（fú）(英國)之間鋪設了（le）世界上第一條海底電纜，1858年8月由（yóu）塞（sāi）勒斯-韋斯特-菲爾德創立的一家英國私人公司在愛爾蘭(歐（ōu）洲)與紐芬蘭(北（běi）美洲)之（zhī）間完成鋪設了第一（yī）條洲際海底通信電（diàn）纜。

同（tóng）陸地電纜相比，海底電纜（lǎn）有很多優越性:一（yī）是鋪（pù）設不需要挖坑道或用支架支撐，因而投資少，建設速度快;二是除了登陸地段以外，電纜（lǎn）大多在一定測（cè）試的海底，不受風浪等（děng）自然（rán）環境的破（pò）壞和人類生（shēng）產（chǎn）活（huó）動的幹擾，所以，電纜安（ān）全穩定，抗幹擾能力強，保密性能好。

1876年，貝爾發明電話後（hòu），海底電纜加入了新的內容，各國大規模鋪設海底電纜的步（bù）伐（fá）加快了。1902年環球海底通信電纜建成。

1960年，世界上第一台激光器問世，人們開始利用激光能在光導銅絲中傳輸（shū）的（de）特（tè）性來傳遞信息。

世界上有32個國家（jiā）與地區通過海底（dǐ）光纜建立了最現代化的全球通（tōng）信網絡，可（kě）同時進行30萬路電話通話或數據傳輸。

海底光纜在中國（guó）也得（dé）到迅猛發展。1993年建成的中日海底光纜（lǎn）係統，可（kě）開通7560條電話電（diàn）路（lù）。1997年（nián）在上海南匯又建設了一條天下無難事光纜(FLAG)，連接全球20個（gè）國家，可開通12萬條電話電路。我國開始建設中美、亞歐兩（liǎng）條光纜，總通信能力將猛增到132萬路。

操作方法

海底電力電纜的整個製造過（guò）程同一般電力電纜基本相同，但在電纜機械強度和防腐要（yào）求上有（yǒu）所特殊，並要（yào）求（qiú）電纜長度盡量延長。以下簡（jiǎn）述浸漬紙電纜和擠壓式絕緣電纜的製造過程。浸漬紙電纜首先用（yòng）絕緣紙繞包線芯，而後真空幹燥、浸油，完成導體線芯後，再包鉛套，此時須經連續擠（jǐ）壓的過程。擠壓極長的電纜（lǎn）芯，屬於極為重要的步驟，須夜以繼日進行。充油式電纜的導線芯從儲缸到（dào）壓鉛機之間，經過一條虹吸（xī）輸送管，管內注有除氣油，以反（fǎn）方向流向導線芯，以便隔絕線芯與空氣的接觸。導線（xiàn）芯包上鉛套後，需在旋轉式平台上進行盤線(倘若電纜屬於（yú）充油式（shì）或充氣式，則可以另行添加適量的金屬補強料)，再（zài）予電纜包上聚乙烯護（hù）套(擠壓聚乙烯護套也屬於連續性的作業)，最後裹以二（èr）層鍍鋅鋼線的鎧裝（zhuāng），外複油麻浸漬（zì）物。在最後生（shēng）產的過程中，須在適當階段透過聚乙烯（xī）護套把鉛套（tào）和金屬帶接地。交聯聚乙烯電纜和乙丙（bǐng）橡膠絕緣海底電纜的大（dà）部分（fèn）生產過程，除了擠壓及合成橡膠絕緣（yuán）層的硫化過程外，大體上和（hé）紙絕緣鉛套電纜的製造過程相近（jìn），但不使用鉛護套。

敷設方式

海纜敷設（shè）主（zhǔ）要包括（kuò）電纜路由勘查清理（lǐ）、海纜敷設和衝埋保護三個階段。電纜敷設時要通過控製敷設（shè）船的航行速度、電纜釋（shì）放速度來控製電（diàn）纜的入水（shuǐ）角度以及敷設張力，避免由於彎曲半徑過小或張力（lì）過大而損傷電纜。其中，在淺灘段(南嶺側)敷設時，電纜（lǎn）敷設船停在距離海岸4.5千米的地方，通（tōng）過岸（àn）上的牽引機牽（qiān）引，將放置在浮包上的電纜牽引上岸，電纜（lǎn）上岸後拆除浮包，使電纜下沉至海底。深海段敷（fū）設時，電纜敷設船釋放出電纜，使用水下監視器、水下遙控車（chē）不斷（duàn）地（dì）進行監視和調整，控製敷設（shè）船的前進（jìn）速度、方向和敷設電纜的速度，以繞開凹凸不平的地方和岩石避免損傷電纜（lǎn）。

在施工的（de）最後階段，主要是對海底電纜（lǎn）進行深埋保護，減（jiǎn）小複雜的海（hǎi）洋環境對（duì）海底（dǐ）電纜的影響，保證運行安（ān）全。在沙地及淤泥區，用高壓衝水產生一條約2米深的溝槽，將電纜埋入其中，旁邊的沙土將其覆蓋;在珊瑚礁及粘土區，用切割機切割一條0.6-1.2米深的溝槽，把電纜（lǎn）埋入溝槽，自然（rán）回填形成保護;在堅硬岩石區，需（xū）在電纜上覆蓋水泥蓋板等硬質物（wù）體實施保護。

發展前景

海底（dǐ）電纜（lǎn）是實施出口質量許可（kě）製度的產（chǎn）品，生產企（qǐ）業須按規定取得由國家出入境（jìng）檢驗檢疫部門頒發的出（chū）口質量許可證書，方可生產出口（kǒu）產品。

目前我國的大陸和台灣島之間沒有直接的通信光纜連接，一般都是通過美國的海底（dǐ）光纜交換（huàn）信息的，世界上的全球性的Internet互聯網都是通過海底（dǐ）通信光纜來實現（xiàn）的，目前正（zhèng）在（zài）準備的“太平洋高（gāo）速公路”海底光纜係（xì）統，長度將達到兩萬五千公裏，聯結中國、美國（guó）、日本、韓國等許多太（tài）平洋國家。

1866年跨大西洋海底電纜鋪設成功，實現了（le）歐美大陸（lù）之間跨大西洋（yáng）的電報通訊（xùn）。時至今日，隨（suí）著社會經濟和科技發展，海底管線（xiàn）的（de）種類越來越多。按照用途，海（hǎi）底管道可以簡單地（dì）分（fèn）為輸油（yóu）管道、輸氣管道、輸水管道等；海底纜線主要有通信光纜、輸電電纜、通信電纜等。