本成果聚焦于35km及以上大长度220kV超高压防海洋生物光纤复合海底电缆的研发与应用，在多个关键环节取得了显著突破。
一、核心技术创新与性能突破
1.导体结构创新：阻水导电性能双提升
项目团队首创逐层紧压导体结构，通过精准控制绞合节距与压力参数，将导体紧压系数从行业常规的0.89提升至0.91，导体交流电阻优于国家标准，导电损耗显著降低。层间嵌入联合研发的吸水膨胀阻水材料及工艺，构建“物理屏障+化学阻水”双重防护体系，使纵向阻水性能实现跨越式提升——在2.0MPa水压下，导体透水长度从传统工艺的10m缩减至1m以内，有效遏制海水沿导体渗透，为超高压海缆的长期可靠运行及工程修复奠定基础。
2.交联工艺革新：大长度精密制造技术突破
国内首次攻克悬链式大长度同心挤出交联技术，颠覆了传统悬链式生产线（CCV）的长度限制，实现单根海缆连续生产长度从陆缆1km以内到35km的革命性跨越。通过设备改造、工艺探索以及动态响应式温度-压力耦合控制算法，将绝缘层偏心度从4%精准控制至1.26%，达到国际领先水平；配套三级梯度去气处理装置，使材料20天实现内部气体残留量降至30ppm以下，显著提升绝缘层均匀性与电气稳定性，为超高压电能的低损耗传输提供了工艺保障。
3.防护体系升级：多元复合材料协同增效
构建“无缝耐腐蚀合金铅套-改性沥青-半导电PE护套”一体化复合护层，通过铅套无缝挤包技术（焊缝缺陷率＜0.01%）与沥青涂层均匀涂覆工艺，使海缆径向阻水能力提升3倍，耐盐雾腐蚀寿命超过30年。在机械防护领域，研发改性沥青基防蛀模块与“镀锌层+改性沥青”复合铠装技术，前者利用合金黄铜的缓释铜离子效应大幅降低海洋生物附着率，后者通过镀锌钢丝表面改性处理，使铠装层耐受海底动态压力的有效提升，全面适应复杂海底地貌的敷设要求。
4.软接头技术突破：高效可靠的连接解决方案
针对传统软接头制备周期长、成功率低的行业痛点，研发侧面环形挤出与硫化一体化工艺，将绝缘层修复从国外的“绕包-硫化”两步法、国内的“挤出+硫化”分段工艺（7天周期），革新为全流程一体化生产，制备周期大幅缩短至2天，一次成功率从80%提升至95%。通过定制化模具设计与智能温控系统，确保接头部位的绝缘偏心度与本体一致，导体机械拉伸强度达到185MPa，实现软接头与电缆本体的电气性能、阻水能力和弯曲性能的全指标匹配，为大长度海缆的工程化应用破除关键瓶颈。
在经济与社会效益方面，以 220kV 3×630 规格，年产量 100km测算，预计年销售收入 4.5 亿元，利润约5000亿元。凭借技术优势，进一步提升国产海缆制造的市场份额，进一步在全球市场打破欧美日垄断。通过开发220kV交流海缆等具有工程服务特性的海缆产品，形成了技术和产业优势。在提升产品质量、增强海洋生物防护能力的同时，大幅提升生产效率，降低能耗和人工成本，有力推动了海洋缆产业的快速发展。
产品广泛应用于海上清洁能源输送，特别是海上风电项目，以及海上石油和石化项目、大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间，穿越江河湖海的电力和信息传输。随着海洋经济的发展，海上风电和海洋油气开发加速，海底电缆的市场规模将持续增长，本成果应用前景十分广阔，有助于打破国外产品的垄断，提升海缆产品的竞争力和附加值，加速海缆产品全面国产化的进程。
1.哈尔滨理工大学 2.西安交通大学 3.万达集团股份有限公司
1.刘鑫伟 2.翁凌 3.王威望 4.孙家伟 5.秦增亮 6.曹聪聪 7.吴子剑 8.张永东 9.吴明 10.李娜娜 11.何孝丹 12.赵伟 13.李中琨 14.张江江 15.任金铭 16.高东青 17.刘艳慧
| |
评价单位： |
中国管理科学学会 |
报告编号： |
CMSS2025Y037 |
评价日期： |
2025-04-28 |
| |
组织单位： |
|
项目负责： |
曹聪聪 |
成果管理： |
18354626211 |
2025年4月28日，中国管理科学学会通过线上会议形式组织专家召开了“220kV超高压防海洋生物光纤复合海底电缆的研究与应用”科技成果评价会。专家组审阅了成果资料，听取了成果汇报，经质询与讨论，形成意见如下：
1.评价材料
资料完整齐全、规范，符合科技成果评价要求。
2.主要创新点
（1）创新设计逐层紧压导体结构，每层添加阻水材料，紧压系数由0.89提升至0.91，导电性能优于国标约1%，阻水性能由10m提升至1m以内。
（2）国内首次实现悬链式大长度同心挤出交联技术，生产长度由1km以内提升至35km，偏心度由4%降低到1.26%。
（3）创新性采用无缝耐腐蚀合金铅套、改性沥青和半导电PE护套一体化复合技术，生产效率提升一倍以上；通过防蛀模块设计及改性沥青加镀锌层的特殊铠装技术，有效提高防腐蚀性能。
（4）创新性采用侧面环形挤出和硫化一体化工艺，相较国外的绕包绝缘层+硫化和国内挤出+硫化2步制备工艺技术，制备周期由7天缩短至2天，一次成功率由80%提升至95%。
3.应用范围
该项目成果主要应用于海上清洁能源输送，尤其是海上风电项目，为风电场电力传输提供关键连接。同时，在海上石油和石化项目中用于能源开采与运输环节的电力及信息传输。还适用于大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间穿越江河湖海的电力和信息传输，满足海岛用电及通信需求，助力海洋经济发展。目前已取得经济效益1.5亿，利润2600万，具有显著的经济和社会效益。
4.专家组意见
专家认为该成果达到国际先进水平，同意通过科技成果评价。
| 姓名 |
工作单位 |
职称 |
| 李丽英 |
航天科工三院306所 |
正高 |
| 戴珍 |
中国航天科工集团四院四部 |
正高 |
| 郝春成 |
青岛科技大学先进电工材料研究院 |
正高 |
| 冯宇 |
哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 |
正高 |
| 乔利杰 |
北京科技大学新材料技术研究院 |
正高 |
微信公众号
服务热线
服务热线
