設(shè)計(jì)指南第六章

1、第六章 海底電纜設(shè)計(jì)第四篇海上油氣田開(kāi)發(fā)工程儀電訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)第六章 海底電纜的設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述第二節(jié) 海底電纜技術(shù)規(guī)格書的編制第三節(jié) 海底電纜的選型計(jì)算第四節(jié) 不同設(shè)計(jì)階段對(duì)海底電纜設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容第六章 海底電纜的設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一個(gè)獨(dú)立的海上油氣田通常是由若干個(gè)海上結(jié)構(gòu)物（井口平臺(tái)或浮式儲(chǔ)油裝置）組成。在這個(gè)海上油氣田中，一般只在中心平臺(tái)（或浮式儲(chǔ)油船）上設(shè)置一個(gè)主電站，然后通過(guò)海底電纜將主電站的電能分別輸送到各個(gè)井口平臺(tái)上。海底電纜將這個(gè)海上油氣田的電力系統(tǒng)連接成一個(gè)完整的有機(jī)體，它便于整個(gè)油氣田電力資源的統(tǒng)一管理，分配和控制。另外，海底復(fù)合電纜中的光纖或控制線，可以將各個(gè)井口平臺(tái)的設(shè)備和

2、各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)傳送到中心平臺(tái)（或浮式儲(chǔ)油船）上的中央控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)集中監(jiān)測(cè)，操作，控制和管理。根據(jù)海上油氣各井口平臺(tái)用電量的大小以及輸送距離的長(zhǎng)短，海底電纜的電壓等級(jí)，電纜的截面積是不同的。為了確保海上油氣田各井口平臺(tái)的正常生產(chǎn)和生活，海底電纜的設(shè)計(jì)和選型是海上油氣田開(kāi)發(fā)工程設(shè)施電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要工作之一。這章將主要介紹海底電纜的結(jié)構(gòu)形式，海底電纜技術(shù)規(guī)格書和數(shù)據(jù)表的編制，動(dòng)力電纜選型計(jì)算的方法，海底電纜安裝和連接附件的基本用途的介紹，以及海底電纜在安裝和敷設(shè)過(guò)程中需要注意的一些事項(xiàng)。第二節(jié) 海底電纜技術(shù)規(guī)格書的編制一. 海底電纜規(guī)格書編制的目的和主要內(nèi)容海底電纜的技術(shù)規(guī)格書是：

3、海底電纜設(shè)計(jì)，制造，安裝，試驗(yàn)和選型的基本依據(jù)。海底電纜規(guī)格書的編制和海上油氣田開(kāi)發(fā)工程設(shè)施電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的其它的電氣設(shè)備規(guī)格書的編制方法基本上是一樣的，都是在以往海上油氣田開(kāi)發(fā)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中使用過(guò)的技術(shù)規(guī)格書的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制，修改和完善。這本規(guī)格書編制的主要目的是：工程項(xiàng)目的業(yè)主對(duì)工程設(shè)計(jì)和制造的總承包商對(duì)海底電纜設(shè)計(jì)，制造，安裝，檢查和調(diào)試而制定的最基本的技術(shù)要求。另外，這本規(guī)格書將對(duì)安裝和敷設(shè)在這個(gè)油田的海底電纜的位置，地質(zhì)情況和海底電纜的附件等進(jìn)行全面的介紹和說(shuō)明。這本技術(shù)規(guī)格書將作為海底電纜招標(biāo)文件的一部分，海底電纜的投標(biāo)商將根據(jù)這本技術(shù)規(guī)格書對(duì)個(gè)整個(gè)油田的海底電纜的供貨范圍，技術(shù)

4、性能的要求和指標(biāo)有充分的了解和認(rèn)識(shí)。海底電纜規(guī)格書的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1. 海底電纜規(guī)格書編制的目的和安裝油田的名稱，海域和國(guó)家的名稱和海底電纜兩端連接的海上結(jié)構(gòu)物名稱等方面內(nèi)容的描述；2. 海底電纜的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國(guó)際，國(guó)內(nèi)和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的編號(hào)，名稱和出版（或修改）物的年份；3. 海底電纜設(shè)計(jì)時(shí)，需要參考與本項(xiàng)目有關(guān)的電氣專業(yè)和其它有關(guān)專業(yè)的技術(shù)規(guī)格書的編號(hào)和名稱；4. 海底電纜設(shè)計(jì)的范圍及要求（其中包括：海底電纜及其附件，環(huán)境條件，安裝方式和地質(zhì)條件等）；5. 海底電纜的結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)的基本要求；6. 海底電纜及其附件的設(shè)計(jì)和制造要求；7. 海底電纜及其附件的敷設(shè)和安裝要求；8. 對(duì)海底電纜

5、生產(chǎn)廠家在投標(biāo)文件中應(yīng)提供的技術(shù)數(shù)據(jù)和文件的要求；9. 海底電纜常規(guī)試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)的基本要求。二. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行海底電纜設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是：1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60228絕緣電纜的導(dǎo)體（Conductors of Insulated Cable 1983）IEC60502 額定電壓從1 kV到 30 kV使用擠壓絕緣的動(dòng)力電纜和附件（ Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV up to 30 kV 1997.）IEC60840 額定電壓大于 3

6、0 kV使用擠壓絕緣的動(dòng)力電纜和附件（ Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kV 1997.）IEC60287 電纜額定電流的計(jì)算（Electrical cables Calculation of the current rating. 1982）IEC60092-3第3部分船用電氣設(shè)備：電纜（結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)及安裝）（Electrical Installations in ships part 3: Cables (construction, testing

7、and installations). 1980.）IEC60529 電氣設(shè)備外殼的防護(hù)等級(jí)（Classification of degrees of protection provided by enclosure. 1989.）2. 生產(chǎn)廠家所在國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；3. 生產(chǎn)廠家的廠家標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行海底電纜的設(shè)計(jì)，選型和技術(shù)評(píng)標(biāo)時(shí)，發(fā)現(xiàn)規(guī)格書和上面提高的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相矛盾時(shí)，應(yīng)遵循的順序是：首先應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)格書的要求，然后是上面提到的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。三. 環(huán)境條件和地質(zhì)情況1. 環(huán)境條件在海底電纜的技術(shù)規(guī)格書中應(yīng)注明選用的海底電纜所適用的環(huán)境條件，其中應(yīng)該包括以下內(nèi)容：1) 室外環(huán)境溫度：·

8、最低溫度：XX 0C；· 最高溫度：XX 0C。2) 海床溫度：· 最低溫度：XX 0C；· 最高溫度：XX 0C。3) 海面溫度：· 最低溫度：XX 0C；· 最高溫度：XX 0C。4) “J”型管的溫度：· 溫度范圍：XX 0C至XX 0C（從最低溫度到最高溫度）。5) 導(dǎo)體的設(shè)計(jì)溫度：· 最高溫度：XX 0C（一般選擇900C）。2. 海底電纜敷設(shè)路線，地點(diǎn)，連接方式和海底的地質(zhì)情況規(guī)格書中應(yīng)對(duì)海底電纜的敷設(shè)路線，地點(diǎn)和海底的地質(zhì)狀況等方面的內(nèi)容進(jìn)行介紹。在進(jìn)行海底電纜的敷設(shè)路線和地點(diǎn)的描述時(shí)，應(yīng)寫明海底電纜的根數(shù)和敷

9、設(shè)的路線，比如：從XX平臺(tái)至XX平臺(tái)；海底電纜的埋設(shè)方式，比如：是采用挖溝埋設(shè)，還是直接鋪設(shè)在海底；以及海底電纜在海上結(jié)構(gòu)物的連接方式，比如：接線盒或其它方式等。另外，還應(yīng)該對(duì)整個(gè)油田的海床情況進(jìn)行詳細(xì)的描述，比如：是否有海底沉積物，海底沉積物的厚度，海床表面是否平整和有沒(méi)有巖石，或其它特殊的地質(zhì)構(gòu)造等。規(guī)格書中還應(yīng)該說(shuō)明海底電纜兩端的接線方式，比如：動(dòng)力電纜的接線盒和光纖電纜的分線盒等。還有海底電纜從海底敷設(shè)至平臺(tái)導(dǎo)管架帽的固定方式，比如：采用穿過(guò)固定在導(dǎo)管架腿上的“J”型管，或直接將海底電纜固定在導(dǎo)管架的樁腿上。3. 海底電纜的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 一般技術(shù)要求(1) 電力系統(tǒng)的接地方式

10、，比如：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)經(jīng)高/低電阻接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)等。(2) 海底電纜絕緣厚度的最低要求。(3) 海底電纜應(yīng)采用的絕緣方式，比如：乙丙橡膠（EPR）或交聯(lián)聚乙烯（XLPE）等。(4) 海底電纜導(dǎo)體能夠承受的最高溫度的定義，比如：在正常運(yùn)行時(shí)，海底電纜導(dǎo)體所承受的最高溫度不會(huì)超過(guò)900C；應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，海底電纜的導(dǎo)體所承受的最高溫度不會(huì)超過(guò)1300C；發(fā)生短路故障時(shí)，海底電纜的導(dǎo)體所承受的最高溫度不會(huì)超過(guò)2500C等。(5) 如果海底電纜是帶有控制電纜和光纖電纜的復(fù)合電纜的話，規(guī)格書中應(yīng)該對(duì)這方面的內(nèi)容有詳細(xì)的說(shuō)明，并分別對(duì)控制電纜和光纖電纜的技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)的介紹。對(duì)控制電

11、纜的技術(shù)要求應(yīng)包括：a) 控制電纜導(dǎo)體的截面積和芯數(shù)。b) 控制電纜的絕緣材料的要求，比如：乙丙橡膠（EPR）或聚乙烯（PE）的絕緣。c) 絕緣材料的厚度要求，比如：絕緣材料厚度的平均值（一般為1.1mm）和最低厚度的要求（一般不低于1.0mm）。d) 多芯控制電纜內(nèi)的芯線應(yīng)該便于識(shí)別和區(qū)分，識(shí)別的方法可以采用不同的顏色或用不同的數(shù)字編號(hào)予以區(qū)分。e) 多芯控制電纜的組合絕緣的外邊應(yīng)有PE護(hù)套。f) 在PE護(hù)套的外邊應(yīng)有完整的，無(wú)接縫的，厚度為0.1mm的鍍錫銅鎧裝。g) 控制電纜每100米內(nèi)，導(dǎo)體與導(dǎo)體之間的并聯(lián)電容不能超過(guò)0.233微法（mF）。對(duì)光纖電纜的技術(shù)要求應(yīng)包括：a) 注明光纖電

12、纜的結(jié)構(gòu)（單模或多模）。b) 注明光纖電纜的纖芯數(shù)。c) 注明光纖電纜的纖芯的直徑（微米）和纖芯外層的直徑（微米）。d) 注明光纖電纜的最大衰減率和折射率。e) 光纖電纜結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和顏色的涂層應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)ITU-Trec.G652的要求。f) 光纖電纜所有技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)和報(bào)告都應(yīng)該滿足標(biāo)準(zhǔn)ITU-Trec.G650的要求。g) 光纖電纜嵌入復(fù)合海底動(dòng)力電纜的方式（集中或分散）。h) 為防止光纖電纜的斷裂，在敷設(shè)和使用過(guò)程中，復(fù)合海底電纜的動(dòng)力電纜的彎曲半徑必須滿足光纖電纜的的要求。(6) 海底電纜的具體長(zhǎng)度，電壓和電流等技術(shù)參數(shù)應(yīng)參考海底電纜的數(shù)據(jù)表，并在規(guī)格書中注明數(shù)據(jù)表的編號(hào)和名稱。(7

13、) 海底電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以采用“干式”的方法進(jìn)行。為了防止海水呈“樹(shù)枝狀”滲入或接觸到海底電纜的絕緣，海底電纜也可以采用“濕式”的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。(8) 每條單一線路的海底電纜應(yīng)該是一根有完整長(zhǎng)度的電纜，中間不應(yīng)該有接頭。海底電纜的外部表面每100米的地方應(yīng)有紅顏色的標(biāo)志帶，每1000米的地方使用藍(lán)色的標(biāo)志帶。2) 海底電纜動(dòng)力電纜的結(jié)構(gòu)要求圖4.6.2.1是典型的“干式”設(shè)計(jì)的海底電纜的剖面圖。（插入圖4.6.2.1）圖4.6.2.1 海底電纜的剖面圖圖中：1-銅導(dǎo)體（導(dǎo)體的空隙中含有防水密封元件），2-半導(dǎo)體屏蔽，3-絕緣層（XLPE或EPR），4-絕緣屏蔽層，5-半導(dǎo)體防水層（帶），6-金

14、屬鎧裝層，7-半導(dǎo)體防水層，8-塑料金屬（銅，鉛或鋁）護(hù)套，8-PE（或MDPE）護(hù)套，10-填料，11-包覆層，12-緩沖層（一層PPL繞包繩），13-鎧裝，14-外護(hù)層，15-光纖電纜。海底電纜的“濕式”設(shè)計(jì)，制造和使用已有二十多年的經(jīng)驗(yàn)了，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)二十五年。它與“干式”設(shè)計(jì)和制造的電纜的根本區(qū)別在于沒(méi)有防水層（其中包括：導(dǎo)體，半導(dǎo)體和金屬護(hù)套的防水層）。一般情況下，采用“濕式”設(shè)計(jì)和制造的電纜的重量比 “干式”設(shè)計(jì)電纜的重量輕，價(jià)格也相對(duì)比較便宜。見(jiàn)圖4.6.2.1。海底電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用的材料至少滿足以下要求。(1) 導(dǎo)體（Conductor）a) 動(dòng)力電纜的導(dǎo)體必須是經(jīng)過(guò)推火

15、的，無(wú)涂層的銅導(dǎo)體；形狀是圓形（或半圓形，或其它形狀）。動(dòng)力電纜的導(dǎo)體必須滿足IEC 60228的要求。b) 在動(dòng)力電纜的導(dǎo)體完整長(zhǎng)度方向的膠線的空隙中應(yīng)有半導(dǎo)體密封材料制成的防水層。(2) 導(dǎo)體屏蔽層（Conductor Screen）導(dǎo)體屏蔽層是在銅導(dǎo)體的表面，用半導(dǎo)體的交聯(lián)聚乙烯（XLPE），乙丙（EP）或乙丙橡膠（EPR）等材料擠壓而成。(3) 絕緣（Insulation）a) 導(dǎo)體的絕緣應(yīng)選用滿足IEC 60502（適用于電壓小于30kV的電纜）或IEC 60840（適用于電壓大于30kV的大于）標(biāo)準(zhǔn)的干式交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡膠的材料制成。b) 導(dǎo)體的絕緣平均厚度和最小厚度不能小于IE

16、C 60502（適用于電壓小于30kV的電纜）或IEC 60840（適用于電壓大于30kV的電纜）標(biāo)準(zhǔn)的100%和（90%-0.1mm）。(4) 絕緣屏蔽層（Insulation Screen）電力負(fù)荷的大小和絕緣材料對(duì)局部放電的敏感程度是不一樣的，電纜絕緣屏蔽層對(duì)電纜的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，它的主要功能是：a) 使電場(chǎng)分布均勻；b) 控制電位和限制電場(chǎng)；c) 避免絕緣層表面產(chǎn)生局部放電；d) 傳導(dǎo)瀉漏電流和充電電流；海底電纜絕緣材料和制做工藝的要求是：a) 絕緣屏蔽層通常選用的是：半導(dǎo)體的交聯(lián)聚乙烯（XLPE），乙丙（EP）或乙丙橡膠（EPR）等材料。b) 絕緣屏蔽層是用三層導(dǎo)體屏蔽絕

17、緣和一層絕緣屏蔽采用干式的方法擠壓而成。(5) 金屬帶的防水層海底電纜的徑向的阻水層采用的是半導(dǎo)體金屬帶包緊，并纏繞在外（絕緣）屏蔽與徑向防水層之間，也就是說(shuō)金屬帶的防水層是包繞在擠壓絕緣屏蔽的表面。(6) 金屬屏蔽層金屬屏蔽層一般采用的是銅絲或銅帶材料制成。(7) 動(dòng)力芯線的捆綁三根動(dòng)力電纜的芯線應(yīng)捆綁在一起，芯線之間的填充物應(yīng)采用阻燃材料制成，并用塑料帶將動(dòng)力電纜的芯線綁扎起來(lái)。動(dòng)力電纜的三根芯線應(yīng)使用不同的顏色或不同的編號(hào)予以區(qū)分。(8) 防腐外護(hù)套電纜芯線表層的防腐外護(hù)套是由一層黑色的聚乙烯材料擠壓而成。護(hù)套縱向的平均厚度不能低于IEC 60502（適用于電壓小于30kV的電纜）或IE

18、C 60840（適用于電壓大于30kV的電纜）的要求。護(hù)套縱向的最小厚度不能低于平均厚度的80%。(9) 鎧裝護(hù)層電纜的防腐外護(hù)套的表面將覆蓋一層由聚乙烯和瀝青合成的纖維帶，其作用是保護(hù)電纜的防腐外護(hù)套不會(huì)受到金屬鎧裝的損壞。(10) 鎧裝電纜的縱向至少有一層鍍鋅鋼絲成螺旋狀纏繞在電纜鎧裝護(hù)層的外邊，其最小直徑一般不小于5mm左右。(11) 電纜外護(hù)套電纜的外護(hù)套由兩層組成：聚乙烯包線和瀝青合成物。緊貼著金屬鎧的是聚乙烯包線，最外層是瀝青合成物。3) 試驗(yàn)為確保海底電纜的質(zhì)量，在海底電纜的生產(chǎn)和驗(yàn)收時(shí)，根據(jù)規(guī)范的要求必須做以下的試驗(yàn)：(1) 常規(guī)試驗(yàn)a) 交流耐壓試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)也可以稱作為

19、工頻電壓試驗(yàn)。根據(jù)IEC 60502標(biāo)準(zhǔn)的15.3節(jié)的要求，在進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓施加在導(dǎo)體和金屬屏蔽層的之間，持續(xù)的時(shí)間為5分鐘。單芯電纜的試驗(yàn)電壓為:2.5U0+2kV；三芯電纜的試驗(yàn)電壓為:（ 2.5U0+2kV）*1.732。b) 直流耐壓試驗(yàn)。根據(jù)IEC 60502-1標(biāo)準(zhǔn)的15.3節(jié)的要求，施加在導(dǎo)體和金屬屏蔽層的之間的試驗(yàn)電壓是工頻試驗(yàn)電壓的2.4倍。c) 結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)（通常是取一部分樣品做試驗(yàn)）；d) 導(dǎo)體電阻試驗(yàn)（溫度200C時(shí)的直流電阻值）；e) 絕緣電阻試驗(yàn)；(2) 出廠試驗(yàn)a) 直流高壓試驗(yàn)。海底電纜安裝和連接完成之后，對(duì)海底電纜的導(dǎo)體和屏蔽之間進(jìn)行直流高壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電

20、壓的等級(jí)應(yīng)滿足IEC 60502（適用于電壓小于30kV的電纜）或IEC 60840（適用于電壓大于30kV的電纜）的要求。試驗(yàn)結(jié)束后，用1000V的兆歐表測(cè)量絕緣電阻值，并計(jì)錄下絕緣電阻的數(shù)值。4) 海底電纜的輔助設(shè)施在海底電纜的規(guī)格書中除了有對(duì)海底電纜技術(shù)和性能等各方面的描述外，還應(yīng)該有對(duì)海底電纜的安裝，固定和連接等輔助設(shè)備的供貨范圍和技術(shù)要求進(jìn)行說(shuō)明。海底電纜的輔助設(shè)備主要有：(1) 電纜固定裝置（Cable Stop）海底電纜敷設(shè)到海上結(jié)構(gòu)物的樁腿下面時(shí)，將穿過(guò)固定在導(dǎo)管架腿上的“J”型管進(jìn)入平臺(tái)的導(dǎo)管架帽，電纜固定裝置的主要作用就是：將海底電纜穿入固定在有“J”型管之前的海上結(jié)構(gòu)物（

21、平臺(tái)）的樁腿附近的相對(duì)位置，防止海水和潮汐的涌動(dòng)使海底電纜移位，而造成“J”型管的損壞。電纜固定裝置的形式，見(jiàn)圖4.6.2.2所示。每根海底電纜將需要兩個(gè)電纜固定裝置。（插入圖4.6.2.2）圖4.6.2.2 電纜固定裝置(2) 電纜卡子（Cable Clamp）海底電纜穿出“J”型管之后，將通過(guò)電纜卡子固定在導(dǎo)管架帽上。見(jiàn)圖4.6.2.3。如果海上結(jié)構(gòu)物的一側(cè)是浮式儲(chǔ)油裝置，而另一側(cè)是井口平臺(tái)的話，只需要一個(gè)電纜卡子即可。如果海上結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)是井口平臺(tái)的話，則需要兩個(gè)電纜卡子。（插入圖4.6.2.3）圖4.6.2.3 海底電纜的電纜卡子(3) 接線盒(Junction Box)海底電纜在電纜

22、卡子上固定之后，剝?nèi)ネ獠康逆z裝，動(dòng)力電纜進(jìn)入電源接線盒；光纖電纜將進(jìn)入光纖連接器，也可稱為光纖電纜接線盒；控制電纜將進(jìn)入控制電纜的接線盒。見(jiàn)圖4.6.2.4。每根海底電纜將需要兩個(gè)動(dòng)力電纜接線盒，兩個(gè)光纖接線盒和兩個(gè)控制電纜接線盒。（插入圖4.6.2.4）圖4.6.2.4 動(dòng)力電纜接線盒（插入圖4.6.2.5）圖4.6.2.5 光纖電纜接線盒(4) 電纜未端密封帽和電纜拉扯器（Cable end and Pulling Grip）電纜未端密封帽的作用是：海底電纜在敷設(shè)過(guò)程中，防止海水從電纜的剖面的兩端進(jìn)入海纜的導(dǎo)體和絕緣。它是通過(guò)熱縮的方式，將電纜的剖面密封起來(lái)。每根電纜需要兩個(gè)這樣的密封帽。

23、電纜拉扯器將安裝在海底電纜的未端，在海底電纜的敷設(shè)和穿“J”型管時(shí)起拉扯的作用。5) 海底電纜生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)數(shù)據(jù)海底電纜的規(guī)格書是招標(biāo)文件的一部分，因此需要在規(guī)格書中寫明海底電纜生產(chǎn)廠家在投標(biāo)文件和合同中必須提供的資料和技術(shù)數(shù)據(jù)。投標(biāo)文件中需要提供的數(shù)據(jù)有：· 電纜的額定載流量（A）；· 海床溫度下（根據(jù)數(shù)據(jù)表中的要求），海底電纜的載流量（A）；· “J”型管在環(huán)境溫度為450C時(shí)，海底電纜的載流量（A）；· 絕緣的厚度（mm）；· 鎧裝內(nèi)和鎧裝外的直徑（mm）；· 每根導(dǎo)體的截面積（mm2）；· 每根導(dǎo)體絞線的數(shù)量；&

24、#183; 電纜200C時(shí)的直流電阻（W/kM）；· 電纜900C時(shí)的交流電阻（W/kM）；· 電纜的感抗（W/kM）；· 電纜的電容（mF/kM）；· 電纜的充電電流（A/ kM）；· 電纜的最大短路容量（kA）；· 海底電纜的總重量（kg）；· 海底電纜滾筒的尺寸（M）；· 海底電纜的最大彎曲半徑；· 海底電纜能夠承受的最大拉力。合同簽定之后，海底電纜生產(chǎn)廠家需要提供的資料，文件和技術(shù)數(shù)據(jù)主要有：· 海底電纜截面積的剖面圖；· 電纜的技術(shù)數(shù)據(jù)（與上面提到的投標(biāo)文件中需要提供的主要技

25、術(shù)數(shù)據(jù)基本上差不多，這里就不再重復(fù)了）；· 海底電纜附件的外形圖和詳細(xì)的技術(shù)數(shù)據(jù)等方面的資料；· 海底電纜敷設(shè)，安裝和連接的說(shuō)明書；· 海底電纜所有附件的安裝和連接方面的說(shuō)明書；· 海底電纜試驗(yàn)和試運(yùn)轉(zhuǎn)方面的程序和說(shuō)明書。第三節(jié) 海底電纜的選型計(jì)算在進(jìn)行海底電纜選型設(shè)計(jì)時(shí)，主要的工作有：· 海底電纜截面積的選擇；· 海底電纜電壓降的計(jì)算；· 海底電纜長(zhǎng)度的計(jì)算及核實(shí)；· 海底電纜拉力的計(jì)算。4. 海底電纜載流量的計(jì)算在進(jìn)行動(dòng)力電纜規(guī)格的選型設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)計(jì)算出用電設(shè)備的負(fù)載電流（井口平臺(tái)電力變壓器的額定容量

26、），使用的計(jì)算公式是：（A）（公式4.6.3.1）式中：P 井口平臺(tái)電力變壓器的容量（kVA）；U 海底電纜的電壓（kV）；cosF 功率因數(shù)（一般取0.8）。在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上，考慮了溫度補(bǔ)償系數(shù)之后，選擇出海底電纜的截面積。電纜生產(chǎn)廠家核實(shí)電纜載流量的計(jì)算公式一般是根據(jù)IEC 60287-2-1和IEC 60287-1-1（1993）推薦的方法計(jì)算出來(lái)的，它的計(jì)算公式為： （公式4.6.3.2）式中：Dq 大于環(huán)境溫度的導(dǎo)體的溫升（0C）；Wd 介電損耗（W/cm）；T1 導(dǎo)體和鎧裝之間的熱電阻（0C.cm/W）；T2 絕緣屏蔽和鎧裝之間的熱電阻（0C.cm/W）； T3 外護(hù)套的熱電阻（

27、0C.cm/W）；T4 介質(zhì)周圍的熱電阻（0C.cm/W）；n 電纜導(dǎo)體的芯數(shù);l1 金屬屏蔽至導(dǎo)體損失的損耗率； l1 ： 由環(huán)流引起的；l1 “： 渦環(huán)流引起的；l2 鎧裝至導(dǎo)體損失的損耗率；R 導(dǎo)體在最大運(yùn)行溫度時(shí)的交流電阻值 （W/cm）；I 電纜的，除了考慮載流量 （A）。 根據(jù)上面公式計(jì)算出來(lái)的海底電纜的截面積的載流量不能小于井口平臺(tái)電力變壓器的額定電流。如果小于井口平臺(tái)電力變壓器的額定電流值的話，就需要增大海底電纜的截面積。5. 海底電纜的電壓降計(jì)算海底電纜的截面積的大小除了要滿足載流量的要求之外，還應(yīng)該滿足規(guī)范及用電設(shè)備對(duì)電壓的要求。海底電纜在長(zhǎng)距離輸送電能的過(guò)程中會(huì)有電壓損耗

28、，因此海底電纜的截面積確定之后，還應(yīng)該進(jìn)行電壓降的計(jì)算。下面介紹兩種電纜電壓降計(jì)算的方法，一種方法是設(shè)計(jì)選型時(shí)核實(shí)海底電纜截面的規(guī)格是否滿足實(shí)際使用的要求，另一種方法是海底電纜生產(chǎn)廠家通常使用的方法。1) 在進(jìn)行動(dòng)力電纜的電壓降的計(jì)算時(shí)，通常使用的計(jì)算方法是：DU=（公式4.6.3.2）式中：DU 線路電壓降（V）；R20 電纜200C時(shí)的電阻（W.m-1）；K1 電纜電阻溫度系數(shù)，對(duì)銅導(dǎo)體可從表4.6.3.1中選取適當(dāng)?shù)南禂?shù)；L 電纜長(zhǎng)度（m）；I 負(fù)載電流（A）；d 交流電壓降系數(shù) ，也可稱為感應(yīng)電壓降系數(shù)，可根據(jù)公式4.6.3.3計(jì)算求得。d = （公式4.6.3.3）式中：Rac 電纜

29、的交流電阻（=Rdc*K2）； Rdc 電纜的直流電阻； X 電纜的電抗； K2 交流導(dǎo)體的集膚效應(yīng)和互感效應(yīng)系數(shù) ，參考表4.6.3.2。表4.6.3.1 電纜導(dǎo)體電阻溫度系數(shù)（銅導(dǎo)體）導(dǎo)體溫度/0C溫度系數(shù)K1201.0501.118551.138601.157651.177701.197751.216801.236851.255901.275951.2951501.511表4.6.3.2 K2值截面/mm23252502001501251008060K21.151.101.061.041.031.021.011.012) 海底電纜廠家通常使用下面的公式來(lái)進(jìn)行海底電纜電壓降的計(jì)算：（V/k

30、M），（公式4.6.3.4）式中：K1 相位之間的系數(shù)，（通常為）I 海底電纜最大的負(fù)載電流（A），R 海底電纜的電阻（W/ kM），X 海底電纜的電抗（W/ kM），cosqr 功率因數(shù)（一般取0.8）。根據(jù)IEC和其它一些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求：電力輸電線路的電壓降不能超過(guò)額定電壓的6%。經(jīng)過(guò)計(jì)算后海底電纜的截面積大于6%的話，就應(yīng)該增加電纜的截面，或者提高海底電纜輸電線路的電壓等級(jí)。6. 海底電纜長(zhǎng)度的計(jì)算在海上油田整體開(kāi)發(fā)的總圖上都會(huì)標(biāo)明海上結(jié)構(gòu)物之間海底電纜的長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度是海底電纜的地理長(zhǎng)度，由于整個(gè)油田海床的平坦度是不一樣的，敷設(shè)在海床上的海底電纜的長(zhǎng)度與總圖上所標(biāo)注的長(zhǎng)度肯定也會(huì)有一些差異，另外海底電纜從海底“爬”上導(dǎo)管架帽的距離，也是必須考慮的因素之一。根據(jù)以往工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，以及國(guó)內(nèi)外工程設(shè)計(jì)公司和海底電纜廠家所提供的資料，海底電纜長(zhǎng)度計(jì)算的方法如表4.6.2.1所示。