海底電（diàn）纜（submarine cable）是用絕緣材料包裹的電纜，鋪設在海底，用於電信傳輸。海底電纜分海底通信電纜和海底電力電（diàn）纜，前者主要用於（yú）電話、網絡等通信業，後者主要用於水下傳輸大（dà）功率電能。與陸用電（diàn）纜相（xiàng）比，海底電纜在應用場合（hé）和鋪設方（fāng）式方麵存在不同，但發（fā）揮的作用基本相同。
1850年，世界（jiè）第一條海底電纜鋪設成功，連接了法國加（jiā）萊和英（yīng）國多（duō）弗。至此，越來越多的海纜增強了國與國之間的聯係，甚至很大程度上促進了全球一體化進程的發（fā）展。同時，海纜也實現了能源傳輸（shū）形式的創新。隨著海底電纜技術的發展（zhǎn），如今（jīn）海底電纜被廣泛運用於洲際通訊、島嶼互聯、海上油氣平台、海上風（fēng）電等領域。
能源需求是人類社會永恒不變（biàn）的需（xū）求。我國擁有1.8萬餘千米長的海岸線（xiàn），沿海（hǎi）分布6000多個島嶼，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（shè）電站成本高、周期長，再加上燃料供應不便且（qiě）有汙染等因素，中小型海島的（de）供電與通（tōng）信都需（xū）要通過海底電纜來解（jiě）決。近年來，隨著跨（kuà）海輸（shū）電、通訊，海上油氣（qì）田等海洋項目的發展，尤其是海上風電等海洋新能源的（de）快速增長，作為能源傳（chuán）輸的關鍵通道，海纜被提出越來越高的要求（qiú）。一方麵，海洋中新敷設（shè）的海（hǎi）底電纜數量日益增加，另一（yī）方麵，海底電纜的設計、製（zhì）造、施工技術（shù）要求也不斷提高，尤其是將環保提到了前所未（wèi）有的高度。
圖1 世界（jiè）海底電纜地圖（2019）
海底（dǐ）電纜種類
海纜的種（zhǒng）類可以從以下三個方麵來劃分：
1、導電芯數量。主要分為三芯海纜和單芯海纜，中低壓線路使用（yòng）三芯海纜居多，高（gāo）壓線路使用單芯海纜居多。
2、傳輸功能。傳統海纜隻有（yǒu）單純的電能傳輸功能，新型海纜屬於（yú）光電複合纜，有效地實現了電能（néng）和信號在同一根纜線上傳送。
3、負荷類型（xíng）。分為直流海（hǎi）纜（lǎn）和交流海（hǎi）纜，直流海纜特點是損（sǔn）耗小，易於實現長距離（lí）輸電，但直流海纜的應用經（jīng）驗並不豐富，直流換流（liú）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（fèi）用小（xiǎo），因此（cǐ）海纜線路設計者們通常（cháng）要（yào）進行技術和經濟上的權衡，實現效益最大化。
圖2 海底電纜電壓、兆瓦數和距離的（de）關係
圖（tú）3 三芯海（hǎi）底電纜截麵圖（tú）
圖4 單芯海底電纜截麵圖
海底電纜結構（gòu）
海底（dǐ）電纜發展至今，結構設計（jì）上（shàng）做出多種探索和嚐試，主要包括以下幾種型式：
1、浸（jìn）漬（zì）紙包電纜。適用於不大（dà）於45kV交流電及不（bú）大於400kV直流電（diàn）的線路。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（jì）的方法消除電纜中的氣隙。當電纜溫度升高時，浸漬劑膨脹，電（diàn）纜內部壓力增加，浸漬（zì）劑流入供油箱；電（diàn）纜冷卻時浸漬劑收縮，電纜內（nèi）部壓力降低，供油箱內浸漬劑又流入（rù）電纜（lǎn），防止了氣隙的產生，故可以用（yòng）於110千伏及以上線路。敷設於水深可達500m。
3、充氣式（壓力輔（fǔ）助）電纜。使用浸漬（zì）紙包的充氣式電纜比（bǐ）充油（yóu）式電纜更適合於較長的海底電纜網，但由於（yú）須在深水下使用（yòng）高氣壓操（cāo）作，故此增加了設計電纜及其配件的困難，一般限於（yú）水深為300m以內。
4、“油壓”管電纜。隻適用於數公裏長的電纜係統，因為要把極長的電纜拉（lā）進管道內，受到很大的機械性（xìng）限製。
5、擠壓式絕緣（交聯聚乙烯絕緣、乙丙橡膠絕緣）電纜。適用於高達200kV交流電壓。乙（yǐ）丙橡（xiàng）膠較聚乙烯更能防止樹枝現象及局部泄電，使海底電纜更有效地發揮功能。
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。油壓管電纜受機械（xiè）性（xìng）限製也已淘汰。目前擠壓式絕緣電纜使用最為廣泛。
圖5 浸漬紙包電纜示意圖
圖6 充油電纜示意圖
圖7 充氣式電纜（lǎn）示意（yì）圖
圖8 交聯聚乙烯絕緣海底電纜示意圖（tú）
經（jīng）過多年的總結和沉澱，目前海底電纜典（diǎn）型結構如下：
最（zuì）外層是PP繩和瀝青，用來抵禦海水腐蝕；
下一層是鋼絲鎧裝，用來加強海纜的機械強度，防止外力破壞；
鉛（qiān）護套用來抵禦海水腐蝕（shí）和強大的水壓；
阻水層可以阻止當鉛護套損（sǔn）壞時，海水滲入鉛護（hù）套並沿軸向擴散；
海纜絕緣層和陸纜絕緣層（céng）沒有區別，用來傳送能（néng）量；
內外屏蔽層用來均勻電（diàn）場分布，提高絕緣壽命。
正是以上獨特的機械和電氣設計，海纜才可以“安心”地躺在海（hǎi）底工作。
來源:千堯科技
