海底電纜（submarine cable）是用（yòng）絕緣材料包裹的電纜，鋪（pù）設在海底，用於電（diàn）信（xìn）傳輸。海（hǎi）底電纜分海底通信電纜和海底電力電纜，前者主要用（yòng）於電（diàn）話、網絡等通信業，後者主要用於水（shuǐ）下傳輸大功率電（diàn）能。與陸用電纜相比，海底電纜在應用場合和鋪設方式方麵存在不同，但發揮的作用基本相同。
1850年，世界第一條海底電纜（lǎn）鋪設成（chéng）功，連接了法國加萊和英國多弗。至此，越來越多的海纜增強了國與國之間（jiān）的聯（lián）係，甚至很大程度上促進了全球一體（tǐ）化進程的發展。同時，海纜也實現了能源傳輸形式的創新。隨著海底電纜技術的發展，如今海底電纜被廣泛運用於洲際通訊、島嶼互聯、海上（shàng）油氣平（píng）台、海上風電等領域。
能源需求是人類社會永（yǒng）恒不變的需求。我（wǒ）國擁有1.8萬餘千米長的海岸線，沿海（hǎi）分布6000多（duō）個島嶼，沿海地區又是我國經濟發達區域，沿海島嶼發展急需用電。由於建設電站成本高、周（zhōu）期長（zhǎng），再加上燃料供（gòng）應不便且有汙染等因素，中小型海島的供電與通信都需要通過海底電纜來解決。近年來，隨著跨海輸電、通訊，海上油氣田等海洋項目的發展，尤其是海上風電等海洋（yáng）新能源的快速增長，作為能源傳輸的關鍵通（tōng）道，海纜被提出越來越高的要（yào）求。一方麵，海（hǎi）洋中新敷設的海底電纜數量日益增加，另一方麵，海底電纜的設計、製造（zào）、施工技術要求也不斷提高，尤其是將環保提到了前所未有的高度（dù）。
圖1 世界海底電纜地圖（2019）
海底（dǐ）電纜種（zhǒng）類
海纜的種類可以從以下三個方麵來劃分（fèn）：
1、導電芯（xīn）數量。主要分為三芯海纜和單芯海纜（lǎn），中低壓線路使（shǐ）用三芯（xīn）海纜居多，高壓線路（lù）使用單芯海纜居多。
2、傳輸功能（néng）。傳統海（hǎi）纜隻有單純的電（diàn）能傳輸功（gōng）能，新型海纜（lǎn）屬於光電複合纜，有效地實現了電能和信號在同一根纜線上傳送。
3、負荷類型。分為直流海（hǎi）纜和交流（liú）海纜，直流海纜特點是損耗小，易於實現長距離輸電，但直流海纜的應用經驗並不豐富，直（zhí）流換流站等配套建設費用高昂，交流海纜損耗大，但運維技術成熟，配套建設費用小，因此海纜線路設計者們通常要進行（háng）技術和經濟（jì）上的權衡，實現效益最大化。
圖2 海（hǎi）底電纜電壓、兆瓦數和（hé）距離的關係
圖3 三（sān）芯海底電纜（lǎn）截麵圖
圖4 單芯海底（dǐ）電纜截麵圖
海底電纜結構
海底電纜（lǎn）發展至今，結（jié）構設計上（shàng）做出多種（zhǒng）探索和嚐試，主要包括以下幾種型式（shì）：
1、浸漬紙包電纜。適用於不大於45kV交流（liú）電及不大於400kV直流電的（de）線路。目前隻限安裝於水深500m以內的水域。
2、充油電纜。利用補充浸漬劑的方法消除電纜中的氣（qì）隙。當電纜溫度升高（gāo）時，浸漬劑膨脹，電纜內部壓力增加，浸漬劑流入供油箱；電纜冷卻時浸漬劑收縮，電纜內部壓力（lì）降低，供（gòng）油箱內浸漬劑又流入電纜，防止了氣隙的產生，故可以用於110千伏及以上線路。敷設於水深可達（dá）500m。
3、充氣式（shì）（壓力輔助）電（diàn）纜。使用浸漬紙包的充氣式電纜比充油式電纜更適合於較長的海底電纜（lǎn）網，但由（yóu）於須在深（shēn）水下使（shǐ）用高氣壓（yā）操作，故此增加了設計電纜及（jí）其配件的困難，一般限於（yú）水深為300m以內。
4、“油壓”管電纜（lǎn）。隻適用於數公裏長的電纜係統，因為（wéi）要把極長的電纜拉進（jìn）管（guǎn）道內，受到很大的機械性限製。
5、擠壓式絕緣（交聯（lián）聚乙烯絕緣、乙丙（bǐng）橡膠絕緣）電纜。適用於高達200kV交流電壓。乙丙橡膠較（jiào）聚乙烯更能防止樹枝（zhī）現象及局部泄電，使海底電纜更有效地（dì）發揮功能。
浸漬紙包絕緣和充油式電纜受水深與敷設落差限製，現已基（jī）本淘汰（tài）。油壓管電纜受機械性限製也已淘汰。目前擠壓式絕（jué）緣電纜使用最為廣泛。
圖（tú）5 浸（jìn）漬紙包電纜（lǎn）示意圖
圖6 充油電纜示意圖
圖7 充氣式電纜示意圖（tú）
圖8 交聯聚（jù）乙烯絕緣海底電纜示意（yì）圖
經過多年的總結和沉澱，目前海底（dǐ）電纜典型（xíng）結構如（rú）下：
最外層（céng）是PP繩和（hé）瀝青，用來抵禦海（hǎi）水（shuǐ）腐蝕；
下一層是鋼絲鎧裝，用來加強（qiáng）海纜的機械強（qiáng）度，防止外力破壞；
鉛護套用來抵禦海水腐蝕和強大的水壓；
阻水層可（kě）以阻止當鉛護套損壞時，海水滲入鉛護套（tào）並沿軸向擴散；
海纜絕緣層和陸纜絕緣層沒有區別，用來傳（chuán）送能量；
內（nèi）外屏蔽（bì）層用來均勻電場分布，提高絕緣壽命。
正是以上獨特的機械（xiè）和電（diàn）氣設計，海纜才可以“安心”地躺在海底工作。
來源:千堯（yáo）科技
