CN102693776A - 三芯光纤复合海底电缆 - Google Patents

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周厚强
冯华强
潘文林
许勇君
张超
张磊
乔新霞
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Abstract

本发明公开了一种三芯光纤复合海底电缆，包括电缆缆芯和至少一个光缆单元，所述电缆缆芯和光缆单元由涂胶布层绕包在一起，电缆缆芯之间以及电缆缆芯与光缆单元之间设置有填充物，所述涂胶布层外依次设置有内衬层、钢丝铠装层和外被层，所述电缆缆芯为三个，电缆缆芯之间彼此并行，三个电缆缆芯构成一个回路，每个缆芯包括阻水导体和依次位于阻水导体外的绝缘层、屏蔽层、阻水层、铅层和护套层，该海底电缆有助于避免海缆登陆后在凳陆端及爬杆部分出现严重发热，有利于减小占用路由，有利于增进屏蔽效果和便于避免铠装层内产生涡流。

Description

三芯光纤复合海底电缆
技术领域
本发明涉及一种海底电缆，特别是一种三芯光纤复合海底电缆，属于海底电缆技术领域。 
背景技术
随着我国沿海风电和新能源技术的发展，特别是对海洋资源的开发利用，大容量电能传输的需求越来越重要。 
目前，普遍采用传输电能的是单芯海底电缆，在实际的运行过程中存在以下缺点：
一、海缆运行过程中以海水作为冷却介质，尽管不会发热，但是当海缆登陆后，海缆系统均为两端接地系统，在海缆的金属套和铠装层中会产生很大的环流，登陆端及爬杆部分将发热严重，从而影响电缆的传输容量。单芯海缆的金属套及铠装层采用铜丝，虽然能够避免上述问题（发热），但是由于铜丝的强度显著逊色于钢丝并且价格远远高于钢丝，该技术难以采用。因此，需要一种即经济又有效的技术使电缆的登陆端及爬杆部分冷却，以提高单芯海缆的传输容量。 
二、海岸资源因有限而宝贵，因为单芯海缆敷设间距一般在50m左右，而一个回路需要三根单芯电缆，不仅占用路由的宽度，而且增加了路由的维护成本，海缆机械损伤的几率也大大提高。 
三、对周围环境产生干扰，因为单芯海缆敷设为平行方式，无法将单芯海缆产生的电磁感应相互抵销，从而对周围环境产生电磁干扰。 
四、单芯海缆导体中的电流会使铠装层产生环流，导致能量损耗。虽然可以利用铜丝替代钢丝作为铠装层而藉以降低能量损耗，但如同前述，因铜丝的强度低于钢丝并且价格远高于钢丝，因而并不为人们所选择。 
中国实用新型专利授权公告号CN201045709Y公开的高压海底电缆即为上面提及的单芯海底电缆，其不可避免地存在前述问题。因此有必要对已有技术中 的海底电缆结构加以改良，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种三芯光纤复合海底电缆，该海底电缆有助于避免海缆登陆后在凳陆端及爬杆部分出现严重发热，有利于减小占用路由，有益于增进屏蔽效果和便于避免铠装层内产生涡流。 
为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种三芯光纤复合海底电缆，包括电缆缆芯和至少一个光缆单元，所述电缆缆芯和光缆单元由涂胶布层绕包在一起，电缆缆芯之间以及电缆缆芯与光缆单元之间设置有填充物，所述填充物为光缆填充膏。所述涂胶布层外依次设置有内衬层、钢丝铠装层和外被层。 
本发明的创新在于：所述电缆缆芯为三个，电缆缆芯之间彼此并行，三个电缆缆芯构成一个回路，每个电缆缆芯包括阻水导体和依次位于阻水导体外的绝缘层、屏蔽层、阻水层、铅层和护套层。 
这样, 填充物便设置在电缆缆芯之间以及缆芯与光缆缆芯之间。 
所述阻水导体由导线构成，所述导线间隙中填充有阻水物，所述阻水物为阻水粉。
本发明专利所述的三芯光纤复合海底电缆有助于避免铠装层产生环流而导致能量损耗，并且能解决海缆登陆后，在登陆端及爬杆部分出现的发热现象，原因在于该发明所采用的三芯电缆结构在电缆敷设后，单根线芯导体中的电流所产生的电磁感应相互抵消，即由于三相平衡，三芯电缆铠装层内没有环流产生，避免了海缆登陆后在登陆端及爬杆部分出现发热，保证了传输容量，避免了单芯海缆平行敷设产生的电磁感应对周围环境的危害；该三芯结构的电缆在敷设时一个回路只需要敷设一根该电缆，其所占用的路由很窄，与单芯电缆相比，降低了路由的监护增加成本的同时，也使海缆机械损伤的几率大大降低。 
为了提高电缆的防水性能，延长其使用寿命，所述阻水导体与绝缘层之间设有半导电层。 
为了提高海底电缆的机械保性能，使其能够承受较大的压力和拉力，所述钢丝铠装层的钢丝为镀锌钢丝。 
为了有效地起到防止海水对钢丝铠装层的腐蚀作用，所述护套层由沥青、PP绳和无纺布构成。 
所述绝缘层为交联聚乙烯，起到承受电压的作用。 
为了有效地保护绝缘，即有效地起到热屏蔽和电场屏蔽作用，所述屏蔽层为绝缘屏蔽层。 
本发明与已有技术相比具有以下技术效果： 
一，克服了已有技术中的偏见，将构成一个回路的三个电缆缆芯结合在一起，缆芯之间彼此并行，从而可显著地缩小占用的路由而节约海洋资源、减少监护成本及降低机械损耗几率。 
二，三相平衡的三个电缆缆芯经钢丝铠装层铠装后不会产生环流，从而可有效地避免能量损耗。 
三，屏蔽层的设置可有效地避免对周围环境产生电磁干扰，同时三个电缆缆芯可起到相互的抵销电磁感应。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 
附图为本发明的结构示意图。 
具体实施方式
如附图所示，其给出了用于构成一个输电回路的三个电缆缆芯1和一个光缆单元2，各个电缆缆芯1包括阻水导体11、依次位于阻水导体11外的绝缘层13、屏蔽层14、阻水层15、铅层16和护套层17。 
所述阻水导体11为构成阻水导体1的导线的间隙填充有阻水物的导体。因为阻水导体11也被称为缆芯导体，而缆芯导体由多根导线组成，排列成圆柱状，在导线的间隙中填充优选为阻水粉的填充物。 
在阻水导体11与绝缘层13之间设置有半导电层12，该半导电层12也称半导电阻水层，它的设置可使电缆的防水性能显著提高，延长使用寿命，尤其在 海缆受损，海水渗入到阻水导体11时，可有效地阻止或延缓阻水导体11内形成水树，避免整根电缆报废，只须修复或更换受损部分电缆，可大幅度地节约维修费用，缩短维修时间。 
上述的绝缘层13为交联聚乙烯，起到承受电压的作用，而前述的屏蔽层14为绝缘屏蔽层，起到热屏蔽和电场屏蔽，以有效地保护绝缘，而前述的护套层17为PE护套层，阻水层15起阻水作用，有效避免海缆受损渗水后水树的形成。 
光缆单元2伴随于前述的电缆缆芯1。在本实施例中，虽然选择了一个光缆单元2，但显然不应受到限制。这里所讲的光缆单元2伴随于电缆缆芯1是指光缆单元2连同电缆缆芯1一并位于涂胶布带16内。 
由涂胶布带3绕包在前述的三个电缆缆芯1和一个光缆单元2外，其中，在三个电缆缆芯1及光缆单元2之间填充材料为光缆填充膏的填充物18。在涂布胶带3外依次为内衬层4、钢丝铠装层5和外被层6，钢丝铠装层5的钢丝为镀锌钢丝，能起到承受压力和拉力，以体现机械保护作用。 
护套层6是由沥青、PP绳和无纺布构成，可有效地保护钢丝铠装层5，有效地起到防止海水对钢丝铠装层5的腐蚀作用。 
综上所述，本发明提供的三芯光纤复合海底电缆弥补了已有技术中的欠缺，达到了发明目的，体现了预想不到的技术效果。 
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种三芯光纤复合海底电缆，包括电缆缆芯（1）和至少一个光缆单元（2），所述电缆缆芯（1）和光缆单元（2）由涂胶布层（3）绕包在一起，电缆缆芯（1）与光缆单元（2）之间设置有填充物（18），所述涂胶布层（3）外依次设置有内衬层（4）、钢丝铠装层（5）和外被层（6），其特征在于：所述电缆缆芯（1）为三个，电缆缆芯（1）之间彼此并行，并构成一个回路，每个电缆缆芯（1）包括阻水导体（11）和依次位于阻水导体（11）外的绝缘层（13）、屏蔽层（14）、阻水层（15）、铅层（16）和护套层（17）。
2.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述阻水导体（11）与绝缘层（13）之间设有半导电层（12）。
3.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述钢丝铠装层（5）的钢丝为镀锌钢丝。
4.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述外被层（6）由沥青、PP绳和无纺布构成。
5.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述填充物（18）为光缆填充膏。
6.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述绝缘层（13）为交联聚乙烯。
7.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述屏蔽层（14）为绝缘屏蔽层。
8.根据权利要求1所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述阻水导体（11）由导线构成，所述导线间隙中填充有阻水物。
9.根据权利要求8所述的三芯光纤复合海底电缆，其特征在于：所述阻水物为阻水粉。
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