CN103021546A

CN103021546A - 一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆

Info

Publication number: CN103021546A
Application number: CN2012105595086A
Authority: CN
Inventors: 陈晓军; 夏亚芳; 刘军; 吴丽芳
Original assignee: Wuxi Jiangnan Cable Co Ltd
Current assignee: Wuxi Jiangnan Cable Co Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，包括，电缆中心的导体，包覆在导体外的导体包带，在导体包带外依次挤包导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外依次包裹铜编织纤维带、铅护套、内衬层、铠装层，在电缆最外层挤包外护层，在外护层外表面涂敷沥青层；在所述的铠装层中对称放置两根光纤单元。本发明具有较高的绝缘性能、阻水性能、抗拉力性能、防腐蚀性能，适应海底敷设、运行的需求。

Description

一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆

技术领域

本发明涉及电线电缆领域，具体是指一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆。

背景技术

随着我国综合国力的不断增强和海洋开发的大力推进以及国防建设的需要，同时沿海人民为了改善环境，提高生产、生活质量，对电力、通讯的需求不断增强，为开发研究生产大长度高压及超高压海底电力光通信复合缆，提供量广阔市场前景。特别是我国浅海不断发现新的油气田，如渤海湾、南海东部及西部去年探明可开采的石油及天然气储存量不断增长，因此，近几年中海石油系统将需要大量的海底电力电缆、海光电复合海底电缆、平台用电力电缆、控制电缆及信号电缆。目前仍需要进口海底电缆和海底光电复合缆。

目前，在通信电缆中，海底电缆包括海底通信电缆和海底电力电缆。其中，海底通信电缆主要用于长距离通讯网，如远距离岛屿之间、以及跨海军事设施等较重要场合的通讯业务，费用昂贵，但保密程度高；海底电力电缆的敷设距离比通信电缆的敷设距离短得多，主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等，还可以用于水下传输大功率电能，与地下电力电缆的作用等同，只是应用场合和敷设方式不同。

一般地，应用海底电力电缆传输电能，无疑要比同样长度的架空电缆昂贵，但比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济，在近海地区应用好处更多；在岛屿和河流较多的国家，此种电缆应用较广泛。在实际应用中，由于海底电缆工程被世界各国公认为复杂困难的大型工程，从环境探测与海洋物理调查，以及海底电缆的设计、制造和安装，都需要应用较为复杂的技术，因而海底电缆的制造厂家在世界上为数不多，主要有挪威、丹麦、日本、加拿大、美国、英国、和意大利等国家，这些国家除制造外还提供敷设技术。

另外，由于海底电缆的使用场合比较特殊，环境比较恶劣，对防水性能、耐腐蚀性能与抗拉力水平等性能的要求均较高。所以，我国应用大截面的海底电力电缆时，仍然需要进口。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在防水性能差、耐腐蚀性能差、抗拉力性能差、成本高与安装敷设难度大等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较高的绝缘性能、阻水性能、抗拉力性能、防腐蚀性能，适应海底敷设、运行需求的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆。

本发明所述的一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，包括，电缆中心的导体，包覆在导体外的导体包带，在导体包带外依次挤包导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外依次包裹铜编织纤维带、铅护套、内衬层、铠装层，在电缆最外层挤包外护层，在外护层外表面涂敷沥青层；在所述的铠装层中对称放置两根光纤单元。

所述的导体采用铜单线绞合紧压而成，横截面为圆形结构，截面积为400 mm²、630 mm²或800 mm²。

所述的导体包带的厚度为0.15mm；导体屏蔽层、绝缘屏蔽层的厚度为1.0mm；铜编织纤维带的厚度为2.0mm。

所述的绝缘层采用110kV级直流电缆用超净交联聚乙烯绝缘料连续挤出成型，厚度10.0mm；所述的铅护套采用连续挤出工艺制成，厚度为3.0mm；所述的内衬层由具有吸水膨胀特性的弹性材料绕包制成，厚度为2.0mm。；所述的铠装层由40根直径为6.0mm的圆形钢丝按照一定的绞合节距绞制而成；所述的外护层采用聚乙烯材料连续挤出成型，厚度为4.0mm；所述的沥青层由沥青涂敷而成，厚度为0.5mm。

所述的光纤单元是由光纤以及依次包覆在光纤外的光纤铠装层、外护套构成。

本发明的优点在于：

（1）选择铜为导体材料，通流容量大；在铜单线之间加入阻水粉，以使导体具有纵向阻水的性能。

（2）导体外绕包半导电尼龙带，防止导体屏蔽挤出时渗入单线缝隙，以节约材料，降低成本；

（3）应用导体屏蔽层和绝缘屏蔽层有效改善电场，防止发生局部放电，提高电气性能；以交联聚乙烯直流绝缘料生产电缆的主绝缘，厚度为10.0mm，既可满足长期直流工作电压的需要，同时能够承受极性反转以及直流叠加暂态过电压对绝缘的要求，而且，防止绝缘过厚导致的原材料浪费、电缆外径大、运输以及敷设安装困难等问题；交联聚乙烯主绝缘与导体屏蔽、绝缘屏蔽三层共同挤出，以提高绝缘电缆的性能；

（4）采用2.0mm厚度的铜编织纤维带，具有吸水膨胀特性，可防止水分沿电缆轴向渗透，同时保护电缆绝缘免受金属护套挤出过程中的高温烫伤以及敷设、运行过程中的机械力损伤；此外，该层具有半导电特性，通过它可实现金属护套与绝缘屏蔽的有效电接触，防止出现由局部电场集中引起的局部放电；

（5）采用光滑铅护套作为电缆的金属护层，并采用整体挤出工艺，厚度为3.0mm，可承受安装敷设以及运行时的机械力作用，同时还可起到径向防水的功能，并可提供较好的防腐蚀性能，适应海底敷设、运行的需要；

（6）采用单层钢丝铠装，并对铠装单线采用单独的聚合物护套加以防腐保护；只要这层护套不被流沙冲蚀掉，就可以避免单线与海水的直接接触，从而大大提供铠装层的防腐蚀性能以及电缆的运行可靠性。

（7）光纤单元由光纤、不锈钢管以及塑料护套所构成。光纤放置在不锈钢管中，不锈钢管置于塑料护套内，塑料护套的直径等于或略低于铠装线的直径，以使光缆单元可取代一根铠装线的位置。塑料护套的作用是防止不锈钢管和铠装线间的电化腐蚀，并保护内部细小的管材免受挤压。光纤单元集成在海底电缆中，具有以下功能：分布式温度监测（DTS）；数据传输；电缆应变或振动测量；故障探测与定位；探测电缆路由的变化，如电缆上覆盖的沉积物的变化。

（8）聚乙烯护套作为电缆的外护层，厚度为4mm，可有效防水并保护铠装层免受环境电化学腐蚀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明所述的一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，包括，电缆中心的导体1，包覆在导体1外的导体包带2，在导体包带2外依次挤包导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5，在绝缘屏蔽层5外依次包裹铜编织纤维带6、铅护套7、内衬层8、铠装层9，在电缆最外层挤包外护层11，在外护层11外表面涂敷沥青层12；在所述的铠装层9中对称放置两根光纤单元10，其光纤单元10是由光纤10-1以及依次包覆在光纤10-1外的光纤铠装层10-2、外护套10-3构成。

上述所述的导体1采用铜单线绞合紧压而成，横截面为圆形结构，截面积为400 mm²、630 mm²或800 mm²；所述的导体包带2的厚度为0.15mm；导体屏蔽层3、绝缘屏蔽层5的厚度为1.0mm；铜编织纤维带6的厚度为2.0mm；铅护套7的厚度为3.0mm；所述的绝缘层4采用110kV级直流电缆用超净交联聚乙烯绝缘料连续挤出成型，厚度10.0mm；所述的铅护套7采用连续挤出工艺制成，厚度为3.0mm；所述的内衬层8由具有吸水膨胀特性的弹性材料绕包制成，厚度为2.0mm。；所述的铠装层9由40根直径为6.0mm的圆形钢丝按照一定的绞合节距绞制而成；所述的外护层11采用聚乙烯材料连续挤出成型，厚度为4.0mm；所述的沥青层12由沥青涂敷而成，厚度为0.5mm。

本发明提供了一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆形式和实施方法，以上所述仅是本发明的优选实施方法，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：包括，电缆中心的导体（1），包覆在导体（1）外的导体包带（2），在导体包带（2）外依次挤包导体屏蔽层（3）、绝缘层（4）、绝缘屏蔽层（5），在绝缘屏蔽层（5）外依次包裹铜编织纤维带（6）、铅护套（7）、内衬层（8）、铠装层（9），在电缆最外层挤包外护层（11），在外护层（11）外表面涂敷沥青层（12）；在所述的铠装层（9）中对称放置两根光纤单元（10）。

2.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的导体（1）采用铜单线绞合紧压而成，横截面为圆形结构，截面积为400 mm²、630 mm²或800 mm²。

3.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的导体包带（2）的厚度为0.15mm；导体屏蔽层（3）、绝缘屏蔽层（5）的厚度为1.0mm；铜编织纤维带（6）的厚度为2.0mm。

4.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的绝缘层（4）采用110kV级直流电缆用超净交联聚乙烯绝缘料连续挤出成型，厚度为10.0mm。

5.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的铅护套（7）采用连续挤出工艺制成，厚度为3.0mm。

6.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的内衬层（8）由具有吸水膨胀特性的弹性材料绕包制成，厚度为2.0mm。

7.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的铠装层（9）由40根直径为6.0mm的圆形钢丝按照一定的绞合节距绞制而成。

8.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的外护层（11）采用聚乙烯材料连续挤出成型，厚度为4.0mm。

9.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的沥青层（12）由沥青涂敷而成，厚度为0.5mm。

10.根据权利要求1所述的110kV交联聚乙烯绝缘单芯海底电缆，其特征在于：所述的光纤单元（10）是由光纤（10-1）以及依次包覆在光纤（10-1）外的光纤铠装层（10-2）、外护套（10-3）构成。