一種海底電纜蒸發對流降溫系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于提高海底電纜輸電線路登陸段載流量的技術，尤其是一種給海底 電纜登陸段降溫的蒸發對流降溫系統。
【背景技術】
[0002] 海底電纜（簡稱海纜）的登陸段由于海洋與陸地的分界，使得海纜運行環境改變， 是海纜工程載流量限制的瓶頸。以往工程常用沿海纜登陸段附近敷設冷卻水管、采用特殊 回填土置換原有土壤、剝除海纜登陸段鎧裝等方式來提高海底電纜登陸段載流量。
[0003] 沿海纜登陸段附近敷設冷卻水管即采用在海纜登陸段周圍或附近埋設冷卻水管 的方法，以幫助降低登陸段埋設處的環境溫度，來提高登陸段的載流量。該方法存在的主要 問題為：由于海纜登陸段往往較偏僻，敷設冷卻水管需另建獨立水源，并要實時監測冷卻水 水位水量，冷卻水管運行維護困難，對冷卻水泵電源及設備要求高。
[0004] 采用特殊回填土置換原有土壤，即將登陸段處土壤置換為用水泥和砂以1:24比 例混合配制的材料，使得該段土壤熱阻系數降低，但由于回填土由人工混合配制，材料成本 較高。實際使用時僅用于電纜周圍局部區域，對載流量提高效果僅限于理論分析，所以單純 的置換回填土方案難以滿足對海纜傳輸電流的要求。
[0005] 為了使海底電纜能承受各種機械應力的作用并抵抗外力損壞，一般采用鋼絲鎧裝 結構。由于鋼絲鎧裝會產生很大的磁損耗，故可在登陸段把鋼絲鎧裝剝去，以提高載流量。 但是鎧裝剝除后海纜防護能力有所下降，倘若登陸段的環境復雜，將對海纜運維造成一定 的影響，且如果采用兩端終端有效接地的方法，登陸段的環流損耗將隨著金屬護層截面積 減小（因鎧裝已去除）而增大，故載流量增加有限，此時若采用在登陸段抱箍裝備處接地， 又對接地裝置安裝有較高的要求，實施復雜。
[0006] 以上幾種方法，均可有效降低海纜登陸段的運行環境溫度，增加登陸段載流量，但 是又有一定的缺陷存在。而對于敷設冷卻水管及更換海纜登陸段處土壤兩種方案而言，不 可避免地遇到海纜離開冷卻環境后，空氣中敷設時載流量與海中運行不匹配的問題。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是克服現有海纜在空氣中運行載流量小于海水或其 它人工降溫環境中載流量的問題，提供一種海底電纜蒸發對流降溫系統，借助蒸發降溫降 低位于空氣中海纜的運行環境溫度，以達到海纜降溫目的，提高海纜登陸段載流量。
[0008] 為此，本發明采用以下的技術方案：一種海底電纜蒸發對流降溫系統，其特征在 于，在海纜登陸段的空氣敷設段設置一雨水蓄水池，該雨水蓄水池通過定位在其上的毛細 降溫墊與海纜相連，海纜經毛細降溫墊包裹后通過雨水蓄水池，雨水通過毛細降溫墊，利用 毛細吸附的方式均勻地吸附在毛細降溫墊上，然后通過蒸發對流降溫方式對海纜散熱；
[0009] 所述雨水蓄水池的頂部設有一集水裝置，該集水裝置的集水面上設有一集水孔， 雨水通過集水面匯聚到集水孔中，集水孔內設置一過濾裝置，將過濾后的清潔雨水流入雨 水蓄水池中；
[0010] 所述的雨水蓄水池設置在海纜登陸段的脫離海水段處，由于海水會吸附鹽晶堵塞 毛細降溫墊，在海水與毛細降溫墊分離的海纜段，利用高度差及毛細降溫墊滲出的雨水形 成重力降膜，呈均勻水膜狀自上而下的流動，對海纜表面進行降溫。
[0011] 本發明通過雨水蒸發帶走海纜發熱量，對海纜進行降溫。雨水蓄水池內的雨水通 過年降雨匯聚及蒸發降溫消耗形成自動置換與儲存。雨水蓄水池設置在海纜登陸段的脫離 海水段處，確保在全年自然降雨周期內，提供海纜降溫所需的蒸發用雨水。
[0012] 進一步，所述雨水蓄水池的正下方設有一海水蓄水井，在海水與毛細降溫墊分離 的海纜段位于雨水蓄水池與海水蓄水井之間。
[0013] 進一步，所述雨水蓄水池的頂部還開有一電纜陸上接入口。用于海纜與陸上電纜 的連接，或者海纜與陸上電氣設備的連接。
[0014] 本發明具有的有益效果如下：將利用電纜蒸發對流降溫系統實施在海底電纜登陸 段上，解決了該段海纜由于海水與陸地的分離，造成海纜登陸段運行環境變化而導致載流 量降低的難題。采用本發明后，海纜登陸段載流量的瓶頸被打開，實現了海纜登陸段與海水 中載流量相同的目標。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0016] 圖中，1-雨水蓄水池，2-毛細降溫墊，3-空氣敷設段，4-集水裝置，5-集水孔， 6_過濾裝置，7-海水蓄水井，8-電纜陸上接入口，9-海水與毛細降溫墊分離的海纜段。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0018] 如圖1所示的電纜蒸發對流降溫系統，在海纜登陸段的空氣敷設段3設置雨水蓄 水池1，雨水蓄水池1通過定位在其上的毛細降溫墊2與海纜相連，海纜經毛細降溫墊2包 裹通過雨水蓄水池1，雨水通過毛細降溫墊2,利用毛細吸附的方式均勻地吸附在毛細降溫 墊2上，然后通過蒸發對流降溫方式對海纜散熱。
[0019] 雨水蓄水池1的頂部設有集水裝置4,該集水裝置4的集水面上設有集水孔5,雨 水通過集水面匯聚到集水孔5中，集水孔5內設置過濾裝置6,過濾后的清潔雨水流入雨水 蓄水池1中。
[0020] 所述的雨水蓄水池1設置在登陸段海纜的脫離海水段處，在海水與毛細降溫墊分 離的海纜段9,利用高度差及毛細降溫墊滲出的雨水形成重力降膜，呈均勻水膜狀自上而下 的流動，對海纜表面進行降溫。
[0021] 雨水蓄水池1的正下方設有海水蓄水井7,在海水與毛細降溫墊分離的海纜段9位 于雨水蓄水池1與海水蓄水井7之間。雨水蓄水池1的頂部還開有電纜陸上接入口 8。
[0022] 通過以上方案，建立海纜登陸段的良性運行環境，減少由于采用水泵引水帶來的 能源損耗和管理復雜，消除海纜運行的瓶頸，提高海纜線路載流量。
[0023] 本發明以三芯海纜登陸段蒸發降溫為實施方案，理論計算過程為：
[0024] 1?電纜的型號規格及參數
[0025]HYJQF41+0FC-64/110 3X630+48B1，海纜外徑 0? 218m。
[0026] 90°C導體交流電阻：R= 0? 0000365Q/m
[0027] 金屬套損耗系數：人I= 0? 327
[0028] 鎧裝層損耗系數：人2 = 0? 476
[0029]海水熱容系數：6 = 4. 2X106J/m3.k
[0030] 海水導熱系數：0? 6W/m. k
[0031] 最熱月海水溫度：27. 8°C
[0032] 2.確定單位時間海纜的發熱量（Ql)
[0033] 按集膚效應系數和鄰近效應系數計算
[0034] Q = I2R(^Vk1) (1)
[0035] Q發熱量，kj/h
[0036]Kf集膚系數
[0037]K1鄰近系數
[0038] 根據計算得到的直流電阻，查表得集膚系數為
[0039]Kf=0.IT1K1=0. 01
[0040] 則總發熱量見表1
[0041] 表1理論總發熱量計算
[0042]
【主權項】
1. 一種海底電纜蒸發對流降溫系統，其特征在于，在海纜登陸段的空氣敷設段（3)設 置一雨水蓄水池（1)，雨水蓄水池（1)通過定位在其上的毛細降溫墊（2)與海纜相連，海纜 經毛細降溫墊（2)包裹通過雨水蓄水池（1)，雨水通過毛細降溫墊（2)，利用毛細吸附的方 式均勻地吸附在毛細降溫墊（2)上，然后通過蒸發對流降溫方式對海纜散熱； 所述雨水蓄水池（1)的頂部設有一集水裝置（4)，該集水裝置（4)的集水面上設有一集 水孔（5)，雨水通過集水面匯聚到集水孔（5)中，集水孔（5)內設置一過濾裝置（6)，過濾后 的清潔雨水流入雨水蓄水池（1)中； 所述的雨水蓄水池（1)設置在登陸段海纜的脫離海水段處，在海水與毛細降溫墊分離 的海纜段（9)，利用高度差及毛細降溫墊滲出的雨水形成重力降膜，呈均勻水膜狀自上而下 的流動，對海纜表面進行降溫。
2. 根據權利要求1所述的海底電纜蒸發對流降溫系統，其特征在于，所述雨水蓄水池 (1)的正下方設有一海水蓄水井（7)，在海水與毛細降溫墊分離的海纜段（9)位于雨水蓄水 池⑴與海水蓄水井（7)之間。
3. 根據權利要求1或2所述的海底電纜蒸發對流降溫系統，其特征在于，所述雨水蓄水 池（1)的頂部還開有一電纜陸上接入口（8)。
【專利摘要】本發明公開了一種給海底電纜登陸段降溫的蒸發對流降溫系統。對于目前敷設冷卻水管及更換海纜登陸段處土壤兩種方案而言，不可避免地遇到海纜離開冷卻環境后，空氣中敷設時載流量與海中運行不匹配的問題。本發明的特征在于，在海纜登陸段的空氣敷設段設置一雨水蓄水池，該雨水蓄水池通過定位在其上的毛細降溫墊與海纜相連，海纜經毛細降溫墊包裹后通過雨水蓄水池；在海水與毛細降溫墊分離的海纜段，利用高度差及毛細降溫墊滲出的雨水形成重力降膜，呈均勻水膜狀自上而下的流動，對海纜表面進行降溫。采用本發明后，海纜登陸段載流量的瓶頸被打開，實現了海纜登陸段與海水中載流量相同的目標。
【IPC分類】H01B7-42
【公開號】CN104851504
【申請號】CN201510185771
【發明人】陳飛, 卞榮, 徐世澤, 杜振東, 周文俊, 梁超, 丁小蔚, 王淑紅
【申請人】國家電網公司, 浙江浙電經濟技術研究院, 國網浙江省電力公司經濟技術研究院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月20日