本發(fā)明涉及水下電纜領(lǐng)域。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及通過(guò)水下電纜傳輸交流(AC)電能和直流(DC)電能。

背景技術(shù)：

水下電纜在多種情況下使用，諸如在離岸風(fēng)電場(chǎng)、對(duì)島嶼的電力供應(yīng)、自主電網(wǎng)的連接、海上平臺(tái)的電力供應(yīng)、短距離橫越(例如，跨河流、水道、海峽、峽灣、海灣或湖泊的電力輸送)中。一般所輸送的電力處于高電壓(HV)，例如處于大于30kV的電壓。

已知的交流水下電力輸送系統(tǒng)通常包括電纜，該電纜包括三條在共有的鎧裝層中受獨(dú)立屏蔽和包封的電絕緣的導(dǎo)體或芯線(xiàn)。

已知的直流水下電力輸送系統(tǒng)通常包括兩條單芯線(xiàn)水下電纜，在該電纜中每條絕緣導(dǎo)體或芯線(xiàn)被鎧裝層適當(dāng)?shù)仄帘魏桶鼑?。在一些?shí)例中，兩條絕緣并被屏蔽的導(dǎo)體絞合并被共有鎧裝層包封，形成扁平直流電纜。扁平雙芯線(xiàn)電纜可在僅一個(gè)方向上輕易地彎曲。這個(gè)性質(zhì)使得制造、裝載和安裝較困難且需要相當(dāng)大的對(duì)設(shè)備的投資。結(jié)果是，提供各自單獨(dú)鎧裝的兩條獨(dú)立的單芯線(xiàn)水下直流電纜對(duì)直流水下電力輸送系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更普遍。

水下電纜在安裝期間受到機(jī)械力而鎧裝層提供必要的承受能力和一些對(duì)于來(lái)自外部的損傷的機(jī)械保護(hù)。

在一些實(shí)際應(yīng)用中，以直流電和交流電沿同樣的線(xiàn)路同時(shí)或不同時(shí)傳輸電能都是必要的。

“風(fēng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)”，187-188頁(yè)，ISBN978-3-540-88257-2，Springer 2011涉及離岸風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)融合。對(duì)于裝備有交流-直流-交流轉(zhuǎn)換器的風(fēng)力渦輪機(jī)，解決方法是將高壓交流電和高壓直流電系統(tǒng)結(jié)合。該文件圖7中例示的方案包括200MW高壓交流電纜線(xiàn)路和分離的800MW高壓直流電纜對(duì)。

Granadino等人發(fā)表的“400kV 700MW Fluid Filled Submarine Cables for the Spain-Morocco Interconnection”,，2000年會(huì)議，21-301涉及包括水下連接的電力網(wǎng)絡(luò)。該連接傳輸?shù)碾娏κ墙涣麟?，然而，電纜和配件被設(shè)計(jì)和測(cè)試以能夠在將來(lái)以直流電操作。因此，電纜應(yīng)適用于交流和直流電傳輸。對(duì)于此類(lèi)電纜，提出“流體填充”設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明處理的技術(shù)問(wèn)題是簡(jiǎn)化需要交流電力和直流電力輸送的水下電力連接，由此降低其制造和安裝成本。

申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)兩條直流電力芯線(xiàn)和交流三相電纜可被連接以形成具有基本呈圓形的截面的單一水下電纜系統(tǒng)，其中所有芯線(xiàn)都被共有的鎧裝層包圍。

所設(shè)想的水下電纜系統(tǒng)允許部署兩條用于傳輸直流電的芯線(xiàn)和用于以單體傳輸交流電的三相電纜，并且降低成本。進(jìn)一步降低成本通過(guò)提供單個(gè)鎧裝層代替三個(gè)鎧裝層(一層用于三相交流電纜，兩層用于兩條單芯線(xiàn)直流電纜)的可能性實(shí)現(xiàn)。其他的向部署地點(diǎn)的運(yùn)送、鋪設(shè)、保護(hù)預(yù)計(jì)將更廉價(jià)。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種水下電纜系統(tǒng)，該水下電纜系統(tǒng)具有大體呈圓形的截面，該系統(tǒng)包括：

第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)；

三相電纜，包括三條絞合絕緣芯線(xiàn)，三相電纜與第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)絞合；

鎧裝層，包圍第一絕緣芯線(xiàn)、第二絕緣芯線(xiàn)和三相電纜。

在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，“絕緣芯線(xiàn)”意味著具有圓形截面并依次被內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層、外部半導(dǎo)體層和金屬屏障包圍的電導(dǎo)體。在三相電纜的情況中，作為用于三條絕緣芯線(xiàn)中的每一條的金屬屏障的替代，提供單一金屬屏障以包圍全部三條絕緣芯線(xiàn)。

本發(fā)明提出的電纜系統(tǒng)的第一和第二絕緣芯線(xiàn)適用于直流傳輸。三相電纜的三條絞合的絕緣芯線(xiàn)適用于交流傳輸?！斑m用于”意味著電纜系統(tǒng)部分被設(shè)計(jì)用于計(jì)劃的電流輸送，例如，絕緣層應(yīng)選擇為使交流損失最小化或避免本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的直流傳輸?shù)目臻g電荷積累并根據(jù)特定應(yīng)用的需求進(jìn)行選擇。

根據(jù)實(shí)施例，所述三相電纜包括包圍三條絞合絕緣芯線(xiàn)的第一護(hù)套，和在此情況下，圍繞三條絞合絕緣芯線(xiàn)的金屬屏障。在第一護(hù)套和三條絞合絕緣芯線(xiàn)之間提供填充物。

三相電纜的三條絕緣芯線(xiàn)沿第一傾角和第一扭絞方向以單向扭絞絞合，或以S-Z扭絞絞合。第一芯線(xiàn)、第二芯線(xiàn)和三相電纜沿第二傾角和第二扭絞方向以單向扭絞絞合，或以S-Z扭絞絞合。

“單向扭絞”意味著以沿電纜長(zhǎng)度的連續(xù)螺旋絞合?！癝-Z扭絞”意味著螺旋方向沿電纜長(zhǎng)度周期性反轉(zhuǎn)的絞合。

有利的是，當(dāng)三條絕緣芯線(xiàn)的絞合以及第一芯線(xiàn)與第二芯線(xiàn)和三相電纜的絞合均形成為單向扭絞時(shí)，第二扭絞方向與第一扭絞方向相反。

優(yōu)選地，三相電纜的三條絕緣芯線(xiàn)沿第一傾角和第一扭絞方向以單向扭絞絞合，而第一芯線(xiàn)、第二芯線(xiàn)和三相電纜以S-Z扭絞絞合。

本發(fā)明中的電纜系統(tǒng)的鎧裝層可包括以單鎧裝層或雙鎧裝層(內(nèi)鎧裝層和外鎧裝層)布置的多個(gè)鎧裝線(xiàn)。每層的鎧裝線(xiàn)圍繞與第一芯線(xiàn)和第二芯線(xiàn)絞合的三相電纜纏繞。鎧裝線(xiàn)的纏繞扭絞優(yōu)選地為單向的。特別地，單鎧裝層或內(nèi)鎧裝層的鎧裝線(xiàn)可以沿第三傾角和第三扭絞方向以單向扭絞纏繞。

有利的是，第三扭絞方向與第一扭絞方向相同。這一扭絞方向構(gòu)造使由交流輸送引起的磁場(chǎng)造成的鎧裝層損失能夠減小，如WO2013/174399和WO2013/174455所公開(kāi)的。

有利的是，第三傾角是第一傾角的0.4到2.5倍。優(yōu)選地，第三傾角大體等于第一傾角，最多與第一傾角相差1％。這一傾角配置減小了交流輸送引起的鎧裝層損失。當(dāng)?shù)谌そg方向與第一扭絞方向相同且第三傾角基本等于第一傾角時(shí)，鎧裝層損失可被基本減小至零。

優(yōu)選地，第一芯線(xiàn)、第二芯線(xiàn)和三條絞合芯線(xiàn)的絕緣層由可擠出聚合物材料制成。適用于本發(fā)明的電纜系統(tǒng)的絕緣層的擠出聚合物材料是熱塑性的，例如聚乙烯、聚丙烯，或熱固性的，例如交聯(lián)聚丙烯、乙丙橡膠。

根據(jù)本發(fā)明的操作性實(shí)施例，第一芯線(xiàn)和第二芯線(xiàn)被配置為以最大600kV的電壓，優(yōu)選地以最小80kV的電壓傳遞直流電流。特別地，第一芯線(xiàn)和第二芯線(xiàn)被配置為以300-400kV的電壓傳送直流電流。

根據(jù)操作性實(shí)施例，三相電纜被配置為以最大170kV的電壓，優(yōu)選地以最小30kV的電壓傳送交流電流。

根據(jù)實(shí)施例，第一芯線(xiàn)和第二芯線(xiàn)被配置為以包含在500-1500MW的范圍內(nèi)的第一功率值進(jìn)行直流功率傳遞，三相電纜被配置為以包含在5至200MW，優(yōu)選地為5至80MW的范圍內(nèi)的第二功率值進(jìn)行交流功率傳遞。舉例來(lái)說(shuō)，水下電纜系統(tǒng)具有小于400km的長(zhǎng)度。

本發(fā)明中的電纜系統(tǒng)的第一和第二絕緣芯線(xiàn)與三相電纜具有基本相同的直徑。具體地說(shuō)，第一和第二絕緣芯線(xiàn)與三相電纜的直徑優(yōu)選地相差至多2％，更優(yōu)選地相差至多1％，以提供滿(mǎn)意的圓形截面的電纜系統(tǒng)。

本發(fā)明中的電纜系統(tǒng)的構(gòu)造可從根據(jù)直流傳輸所需的功率選擇第一和第二絕緣芯線(xiàn)的直徑開(kāi)始。作為第二步，算出三相電纜以給定長(zhǎng)度可能傳遞的交流傳輸功率并相應(yīng)地設(shè)計(jì)三相電纜。如果三相電纜的直徑小于第一和第二絕緣芯線(xiàn)的直徑的2％以上，可以更適合于特定的應(yīng)用的方式增大三相電纜的尺寸，例如為三條絞合絕緣芯線(xiàn)選擇不同的導(dǎo)體，增大圍繞諸如金屬屏障、護(hù)套和/或絕緣層的導(dǎo)體的層的厚度。增大絕緣層的厚度可能造成一些成本增加，但提供在更大的電力傳輸長(zhǎng)度方面的優(yōu)勢(shì)，如將被進(jìn)一步詳述的那樣。如果三相電纜的直徑大于第一和第二絕緣芯線(xiàn)的直徑2％以上，優(yōu)選地通過(guò)增大聚合物護(hù)套的厚度增大第一和第二絕緣芯線(xiàn)的直徑。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及水下電纜系統(tǒng)操作方法，包括：

提供水下電纜系統(tǒng)，包括：

第一絕緣和第二絕緣芯線(xiàn)；

包括三條絞合絕緣芯線(xiàn)的三相電纜，三相電纜與第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)絞合；

包圍第一絕緣芯線(xiàn)、第二絕緣芯線(xiàn)和三相電纜的鎧裝層；

通過(guò)所述第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)傳輸直流電能；

通過(guò)所述三相電纜傳輸交流電能。

直流電能的傳輸可與交流電能的傳輸同步或替代交流電能的傳輸。

根據(jù)第一實(shí)施例，傳輸直流電能包括從岸上變電站向風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)供應(yīng)所述直流電能，傳輸直流電能包括從風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)向岸上變電站供應(yīng)所述直流電能。根據(jù)第二實(shí)施例，傳輸交流電能包括向相應(yīng)的岸上變電站供應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電能。

根據(jù)第三實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括：停止所述交流電能的傳輸，停止所述直流電能通過(guò)所述第一芯線(xiàn)的傳輸，通過(guò)作為前進(jìn)導(dǎo)體的所述第二芯線(xiàn)和作為返回導(dǎo)體的三相電纜傳輸所述直流電能。

本發(fā)明的電纜系統(tǒng)尤其適用于發(fā)電廠(chǎng)，例如離岸風(fēng)電場(chǎng)，在發(fā)電廠(chǎng)中可使用第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)以傳輸渦輪發(fā)電機(jī)獲得的直流電能，使用三相電纜以向發(fā)電廠(chǎng)的輔助系統(tǒng)供應(yīng)交流電。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以舉例的方式，參照公開(kāi)的附圖做出的優(yōu)選實(shí)施例及其替代性實(shí)施例的下列描述，更多的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將更加明了，附圖中：

圖1顯示水下電纜的實(shí)施例的透視圖；

圖2顯示水下電纜的截面視圖；

圖3涉及用于交流電能傳輸?shù)乃鏊码娎|的性能的軟件模擬。

具體實(shí)施方式

在下列描述中，當(dāng)在不同的附圖中畫(huà)出同一典型元件時(shí)，使用相同的字母數(shù)字編號(hào)。水下電纜系統(tǒng)100的實(shí)施例將參照?qǐng)D1和圖2作描述。水下電纜系統(tǒng)100可被用于在水面下傳送電力。如隨后將被闡明的，水下電纜系統(tǒng)100可作為雙向HVDC(高電壓直流電)電纜和HVAC(高電壓交流電)電纜操作。

圖1和圖2中所示的水下電纜系統(tǒng)100包括：用于傳送直流電流的第一絕緣芯線(xiàn)1，用于傳送直流電流的第二絕緣芯線(xiàn)2和用于傳送交流電流的三相電纜3。還設(shè)置有包圍第一絕緣芯線(xiàn)1、第二絕緣芯線(xiàn)2和三相電纜3的鎧裝層(單層)。第一絕緣芯線(xiàn)1、第二絕緣芯線(xiàn)2和三相電纜3以S-Z扭絞。

第一芯線(xiàn)1和第二芯線(xiàn)2均包括第一電導(dǎo)體5和包圍第一電導(dǎo)體5并包括第一內(nèi)半導(dǎo)體層6a、第一絕緣層6b和第一外半導(dǎo)體層6c(見(jiàn)圖2)的第一電保護(hù)組件6。每個(gè)第一芯線(xiàn)1和第二芯線(xiàn)2還設(shè)置有包圍第一電保護(hù)組件6的第一金屬屏障7。

第一電導(dǎo)體5可由導(dǎo)電金屬諸如銅、鋁或銅和鋁制成，呈例如桿、絞合線(xiàn)、異形線(xiàn)或分段導(dǎo)體的形式。優(yōu)選地，第一電導(dǎo)體5由鋁制成。

優(yōu)選地，第一內(nèi)半導(dǎo)體層6a、第一絕緣層6b和第一外半導(dǎo)體層6c由諸如聚丙烯、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)或乙丙橡膠(EPR)的可擠出聚合物材料制成，半導(dǎo)體層6a、6c的材料添加了導(dǎo)電填料，諸如碳黑。內(nèi)半導(dǎo)體層6a、絕緣層6b和外半導(dǎo)體層6c通過(guò)在第一電導(dǎo)體5上的擠出聚合材料制造。

可替換地，第一絕緣層6b由浸漬有適當(dāng)粘度的油的紙或紙-聚丙烯條帶制成，例如GB2,196,781、US5,850,055和WO2011/073709中公開(kāi)的。

第一金屬屏障7可由鉛合金、銅或鋁以帶、線(xiàn)或編織物的形式制成。適當(dāng)?shù)貒@第一金屬屏障7設(shè)置由例如聚乙烯制成的并選擇性性地為半導(dǎo)體的聚合物護(hù)套14(見(jiàn)圖2)。

應(yīng)注意到第一絕緣芯線(xiàn)1和第二絕緣芯線(xiàn)2舉例來(lái)說(shuō)可以介于80kV與600kV之間的電壓操作。例如，當(dāng)?shù)谝唤^緣層6b由類(lèi)似XLPE的可擠出聚合物材料制成時(shí)，可以70-90℃的最大可允許導(dǎo)體工作溫度達(dá)到高達(dá)350-400kV的額定電壓。當(dāng)?shù)谝唤^緣層6b由紙或紙-聚丙烯條帶制成時(shí)，可以90℃的最大可允許導(dǎo)體工作溫度達(dá)到高達(dá)600kV的額定電壓。

根據(jù)標(biāo)示的電壓值，可采用第一和第二芯線(xiàn)1和2傳遞的最大穩(wěn)態(tài)直流電力，舉例來(lái)說(shuō)，包含在500-1500MW的范圍內(nèi)；優(yōu)選值為1000MW。應(yīng)注意到最大穩(wěn)態(tài)直流電力的傳遞還取決于環(huán)境參數(shù)，諸如溫度和土壤熱阻率。

三相電纜3包括三條絞合的絕緣芯線(xiàn)8。在這種情況下，三條絕緣芯線(xiàn)8沿第一傾角和第一扭絞方向以單向扭絞絞合。每條絞合絕緣芯線(xiàn)8包括：第二電導(dǎo)體9和包圍第二電導(dǎo)體9并包括第二內(nèi)半導(dǎo)體層10c(見(jiàn)圖2)的第二電保護(hù)組件10。提供第二金屬屏障11以包圍每個(gè)第二電保護(hù)組件10。

優(yōu)選地，內(nèi)半導(dǎo)體層10a、絕緣層10b和外半導(dǎo)體層10c由可擠出聚合物材料制成，諸如聚丙烯、交聯(lián)聚丙烯(XLPE)、乙丙橡膠(EPR)或(尤其是在絕緣層10b的情況中)例如WO02/03398、WO02/27731、WO04/066317、WO04/066318、WO07/048422和WO08/058572中公開(kāi)的丙烯基混合物。半導(dǎo)體層6a、6c的材料添加了導(dǎo)電填料，諸如碳黑。內(nèi)半導(dǎo)體層10a、絕緣層10b和外半導(dǎo)體層10c通過(guò)在第二電導(dǎo)體9上擠出聚合物材料而制成。

第一護(hù)套12包圍三條絞合絕緣芯線(xiàn)8以及第一基層或間隙填充物材料13。第一基層13可由可擠出聚合物材料、纖維狀材料或三個(gè)預(yù)制的具有大體呈三角形的形狀的框架制成。

三相電纜3被配置為以20至170kV的電壓傳送交流電，且當(dāng)絕緣層由諸如XLPE的聚合物材料制成時(shí)，以90℃的最大許可持續(xù)導(dǎo)體工作溫度傳送，或當(dāng)絕緣層由EPR或諸如丙烯基混合物的熱塑性塑料制成時(shí)，以100℃或130-140℃的最大許可持續(xù)導(dǎo)體工作溫度傳送。

絞合的三相電纜3、第一絕緣芯線(xiàn)1和第二絕緣芯線(xiàn)2被嵌入第二基層或間隙填充物23。第二基層23可由與列出用于第一基層13的材料相類(lèi)似的材料制成。

類(lèi)似于第一護(hù)套12的第二護(hù)套22包圍第二基層23、三相電纜3、第一絕緣芯線(xiàn)1和第二絕緣芯線(xiàn)。

緩沖層31(例如由聚丙烯紗線(xiàn)制成的)包圍第二護(hù)套22。圍繞緩沖帶31設(shè)置包括至少一層線(xiàn)32的鎧裝層4。線(xiàn)32沿第三傾角值和第三扭絞方向圍繞緩沖帶31纏繞。

線(xiàn)32可全部由金屬(例如，鋼或包含鋼的復(fù)合材料)制成，或某些由諸如芳族聚酰胺的聚合物材料制成。也可設(shè)想線(xiàn)32由金屬和復(fù)合物材料兩者制成。外護(hù)套33有利地包圍鎧裝層4。外護(hù)套33可由聚丙烯紗線(xiàn)或高密度聚乙烯制成。

水下電纜系統(tǒng)100進(jìn)一步包括位于第二基層23中的光纜35(在圖2中示出)。光纜35包括有利地嵌入阻水材料并被聚合物護(hù)套36包圍的多條光纖34。光纜35適用于數(shù)據(jù)傳輸和/或監(jiān)視水下電纜系統(tǒng)100的狀況。

參考本發(fā)明的水下電纜系統(tǒng)的應(yīng)用的實(shí)例，應(yīng)注意到，它可在水下電纜的任何傳統(tǒng)應(yīng)用中使用，諸如離岸風(fēng)電場(chǎng)、對(duì)島嶼的電力供應(yīng)、自主電網(wǎng)的連接、海上平臺(tái)的電力供應(yīng)，短距離橫越(例如跨河流、水道、海峽、峽灣、海灣或湖泊的電力傳輸)

特別地，本發(fā)明的水下電纜系統(tǒng)可在任何直流電力和交流電力需要沿連接電力系統(tǒng)的相同路徑傳輸?shù)那樾沃惺褂?。?yīng)注意到，直流電力和交流電力沿水下電纜系統(tǒng)100的傳輸可不同步進(jìn)行，例如以交替的方式。然而，直流電力和交流電力沿水下電纜系統(tǒng)100的同步傳輸也是可能的。

參考本發(fā)明的水下電纜系統(tǒng)的可能的長(zhǎng)度值，注意到，考慮傳送交流電的三相電纜的電力傳輸性能，有利地選擇最大長(zhǎng)度。實(shí)際上，申請(qǐng)人注意到，可傳輸?shù)碾娔茈S電纜路線(xiàn)的長(zhǎng)度減小。舉例來(lái)說(shuō)，水下電纜系統(tǒng)的可行長(zhǎng)度低于400Km，優(yōu)選地低于300Km。

如技術(shù)人員所知，在水下電纜設(shè)計(jì)中，絕緣層的最小要求厚度根據(jù)將電纜電場(chǎng)保持在所傳送的規(guī)定的交流電力可接受的值內(nèi)計(jì)算。申請(qǐng)人已注意到，為了使超過(guò)一定距離的可傳輸?shù)慕涣麟娏ψ畲蠡蓛?yōu)選地增大絕緣厚度而非內(nèi)部交流電纜的導(dǎo)體截面。特別地，圖3顯示了通過(guò)軟件模擬和描繪獲得的第一曲線(xiàn)A、第二曲線(xiàn)B和第三曲線(xiàn)C，舉例來(lái)說(shuō)，在66kV的電壓下和對(duì)于三種不同的絕緣厚度值，交流電傳送三相電纜的發(fā)送端最大可傳輸活躍電能P_M(以MW表示)與電纜長(zhǎng)度L(以Km表示)的關(guān)系曲線(xiàn)。第一曲線(xiàn)A表示的交流傳送三相電纜具有相應(yīng)厚度為12.3mm的絕緣層和相應(yīng)截面為3×300mm²的的電導(dǎo)體(由銅制成)。第二曲線(xiàn)B表述的交流傳送三相電纜具有相應(yīng)厚度為13.4mm的絕緣層和相應(yīng)截面為3×240mm²的電導(dǎo)體(由銅制成)。第三曲線(xiàn)表示的交流傳送三相電纜具有相應(yīng)厚度為10.8mm的絕緣層和相應(yīng)截面為3×400mm²的電導(dǎo)體(由銅制成)。

圖3顯示，以具有曲線(xiàn)A的電纜為參照，具有曲線(xiàn)B的電纜獲得了最優(yōu)長(zhǎng)距離性能(超過(guò)300km的長(zhǎng)度)(具有相對(duì)于具有曲線(xiàn)A的電纜的更大的絕緣厚度和更小的導(dǎo)體截面)，而非具有曲線(xiàn)C的電纜(具有相對(duì)于具有曲線(xiàn)A的電纜的更小的絕緣厚度和更大的導(dǎo)體截面)。如果三相電纜的直徑被制造成適當(dāng)?shù)仡?lèi)似于第一和第二絕緣導(dǎo)體的直徑，根據(jù)特定應(yīng)用所需，增大絕緣厚度比增大導(dǎo)體直徑更有利。

根據(jù)實(shí)例，本發(fā)明的水下電纜系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為通常用以傳送直流電力而僅在特定情形中傳輸交流電力。參考在離岸風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用，第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)可被用于傳輸由多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)獲取的直流電力，并在直流/交流轉(zhuǎn)換后，向海岸變電站傳輸。在這一特定情形中，三相電纜可用于起始步驟，例如從海岸變電站供應(yīng)交流電以啟動(dòng)離岸交流/直流轉(zhuǎn)換器和離岸風(fēng)電場(chǎng)中的所有必要的輔助系統(tǒng)。交流電力的傳輸可在起始步驟的結(jié)尾停止以允許直流電力通過(guò)第一絕緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)從風(fēng)電場(chǎng)向海岸電站傳輸。

此外，當(dāng)?shù)谝唤^緣芯線(xiàn)和第二絕緣芯線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)，三相電纜可用于以用于直流電力的方向相同的方向傳輸交流電力，例如從風(fēng)電場(chǎng)向海岸電站。當(dāng)從風(fēng)電場(chǎng)向海岸傳輸?shù)碾娏ο鄬?duì)小時(shí)，這一操作模式會(huì)是便利的，由于更優(yōu)的能量傳輸效率或轉(zhuǎn)換器技術(shù)限制，該模式會(huì)使從直流傳輸向交流傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換便利/必要。

根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)?shù)谝唤^緣芯線(xiàn)或第二絕緣芯線(xiàn)停用時(shí)，三相電纜的絞合絕緣芯線(xiàn)中的至少一條可用于傳送直流電力。

由于相較已知的解決方法使制造成本和材料、安裝成本、復(fù)雜性和占用的安裝空間能夠減少，本發(fā)明的水下電纜系統(tǒng)是特別有利的。此外，本發(fā)明的水下電纜為交流和直流電力的傳輸提供高靈活性。