海底电缆
海底电缆(submarine cable)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。全世界第一条海底电缆是1850年在英国和法国之间铺设的。中国的第一条海底电缆是在1988年完成。
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。
海底电缆的用途
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。
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。
海底电缆型号分类
1、从结构上看,主要分为三芯海缆和单芯海缆,中低压线路使用三芯海缆居多,高压线路使用单芯海缆居多。
2、从功能上看,半个世纪前,海缆只有单纯的电能传输功能,现在的海缆集成了两种功能,有效地实现了电能和信号在同一根缆线上传送。
3、从绝缘组成看,分为充油绝缘海缆和挤出塑料绝缘海缆。
4、从负荷类型看,分为直流海缆和交流海缆,直流海缆特点是损耗小,易于实现长距离输电,但直流海缆的应用经验并不丰富,直流换流站等配套建设费用高昂,交流海缆损耗大,但运维技术成熟,配套建设费用小,因此海缆线路设计者们通常要进行技术和经济上的权衡,实现效益最大化。
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。
自容式充油电缆:适用于高达750kV的直流电或交流电线路。由于电缆为充油式,故可以毫无困难地敷设于水深达500m的海域。
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。
“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。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。
海底电缆断了如何修复?
海底光缆的修复非常复杂,茫茫大海,要找到几千米深处的不到10厘米的光缆,还要判断故障点,仿若大海捞针。
首先,得用OTDR仪器找到故障点,判断断点具体位置,再派出水下机器人(ROV)在断点处剪断光缆,接着将光缆的两端拉到在船上进行熔接。这个熔接过程相当复杂,因为需对光缆里的头发丝粗细的光纤一根一根熔接。
完成光缆熔接后,将修复好的光缆抛入海中,并对其进行"冲埋",即用高压水枪将海底的淤泥冲出一条沟,再将修复的海底光缆"安放"进去,这一过程也由机器人完成。