CN103531280B - 海底电缆及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种海底电缆，依次包括海中段、登陆段和空气段，所述登陆段包括电缆本体，所述电缆本体包括电缆缆芯和包覆于所述电缆缆芯外表面的衬层；所述电缆本体套设于钢管，所述钢管呈中空结构，所述钢管内壁与所述电缆本体的衬层之间设置有热阻系数小于空气的散热介质。如此，该散热介质的热阻系数小于空气，有利于登陆段热量的散发，从而提高了登陆段的载流量。与此同时，该登陆段的导体截面积不变，且设置钢管，保证了登陆段能够适应敷设或回修时的机械应力。因此，上述海底电缆提高了海底电缆登陆段的载流量，且可操性强。还提供一种海底电缆施工方法。

Description

海底电缆及其施工方法

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，特别是涉及一种海底电缆及其施工方法。

背景技术

随着我国海洋能源的开发利用，作为海底电能传输载流设备的海底电缆使用越来越多，技术要求也越来越高。其中，海底电缆的敷设分为三段，即海中段、登陆段和空气段。而登陆段所处环境的散热条件是最差的，故登陆段的载流量是这三段中最小的。

目前，为解决电缆载流量小的问题通常有两种方法，一种是增加导体截面积，另一种是全铜单丝铠装。增加导体截面积在增加载流量的同时也使金属套损耗急剧增加，降低有效传输；而采用全铜单丝铠装则大大降低了海底电缆的机械性能，使其无法适应敷设或回修时的机械应力。因此，导致难以解决海底电缆登陆段载流量小的问题。

发明内容

基于此，有必要针对难以解决海底电缆登陆段载流量小的的问题，提供一种海底电缆及其施工方法。

一种海底电缆，依次包括海中段、登陆段和空气段，所述登陆段包括电缆本体，所述电缆本体包括电缆缆芯和包覆于所述电缆缆芯外表面的衬层；

所述电缆本体套设于钢管，所述钢管呈中空结构，所述钢管内壁与所述电缆本体的衬层之间设置有热阻系数小于空气的散热介质。

在其中一个实施例中，所述钢管的直径不小于所述电缆本体直径的两倍。

在其中一个实施例中，所述散热介质为土壤。

在其中一个实施例中，所述电缆缆芯为单个，所述电缆缆芯包括导体和依次包覆于所述导体的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层和保护层，所述衬层包覆于所述保护层外表面。

在其中一个实施例中，所述电缆缆芯至少为两个，所述电缆缆芯并列排布，所述电缆本体包括包带层，所述包带层设置于所述衬层和所述电缆缆芯之间，所述包带层包覆所述电缆缆芯，所述包带层与所述电缆缆芯之间设置有填充物，每一所述电缆缆芯均包括导体和依次包覆于所述导体的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和阻水保护层。

在其中一个实施例中，所述电缆本体还包括至少一个光缆单元，所述光缆单元与所述电缆缆芯并列排布，并收容于所述包带层。

一种海底电缆施工方法，包括以下步骤：

提供海底电缆，所述海底电缆依次包括海中段、登陆段和空气段，根据海底电缆登陆段的敷设位置和长度获取所述登陆段；

剥除所述登陆段衬层以外的结构，得到包覆有衬层的电缆缆芯；

套设所述包覆有衬层的电缆缆芯于钢管；

填充热阻系数小于空气的散热介质于所述钢管与所述衬层之间。

在其中一个实施例中，所述钢管的直径不小于所述衬层直径的两倍。

在其中一个实施例中，所述散热介质为土壤。

上述海底电缆及其施工方法，通过剥除海底电缆登陆段衬层以外的结构，得到包覆有衬层的电缆缆芯，并将该包覆有衬层的电缆缆芯套设于钢管，在钢管与衬层之间填充有散热介质。如此，该散热介质的热阻系数小于空气，有利于登陆段热量的散发，从而提高了登陆段的载流量。与此同时，该登陆段的导体截面积不变，且设置钢管，保证了登陆段能够适应敷设或回修时的机械应力。因此，上述海底电缆及其施工方法提高了海底电缆登陆段的载流量，且可操性强。

附图说明

图1为一实施方式海底电缆登陆段的结构示意图；

图2为另一实施方式海底电缆登陆段的结构示意图；

图3为一实施方式海底电缆施工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，一种海底电缆，依次包括海中段、登陆段100和空气段，登陆段100包括电缆本体110，电缆本体110套设于钢管120。

电缆本体110包括电缆缆芯112和包覆于电缆缆芯112外表面的衬层114。衬层114通常选用耐磨材料制成，如硅橡胶等。

钢管120呈中空结构，钢管120内壁与电缆本体110的衬层114之间设置有散热介质130，该散热介质130的热阻系数小于空气。

在本实施例中，散热介质130为土壤。采用土壤作为散热介质130，散热效果好，且节约成本。需要指出的是，即使散热介质130不是土壤，如热阻系数小于空气的塑料等物质，也可以实现散热的目的。

上述海底电缆，将登陆段100的电缆本体110套设于钢管120，在钢管120与电缆本体110之间设置散热介质130。如此，该散热介质130的热阻系数小于空气，有利于登陆段100热量的散发，从而提高了登陆段100的载流量。与此同时，该登陆段100的导体1120截面积不变，且设置钢管120，保证了登陆段100能够适应敷设或回修时的机械应力。因此，上述海底电缆提高了海底电缆登陆段100的载流量，且可操性强。

登陆段100的电缆本体110包括电缆缆芯112和包覆于电缆缆芯112外表面的衬层114，电缆本体110套设于钢管120。因海底环境复杂，为了使海底电缆能够承受各种机械应力并抵抗外力损坏，一般采用钢丝铠装结构，而登陆段100所处环境没有海中段复杂，故采用钢管120代替钢丝铠装，足以承受登陆段100所处环境的各种机械应力。该钢管120呈中空结构，钢管120与电缆本体110之间设置有散热介质130。如此，钢管120与电缆缆芯112隔有一定距离，受电缆缆芯112所产生的交流电场的作用小，从而减弱了钢管120产生的交变磁场，有利于减小磁损耗，进一步提高了登陆段100的载流量。

请参阅图1和图2，在其中一个实施例中，如果钢管120直径过小，难免因钢管120与电缆本体110之间的空间太小，导致不能容纳足够的散热介质130对热量进行散发。如果钢管120直径过大，难免因体积过大增加施工难度，故合理设置钢管120的直径不小于电缆本体110直径的两倍。

请参阅图1，在其中一个实施例中，电缆缆芯112可以为单个，电缆缆芯112包括导体1120和依次包覆于导体1120的导体屏蔽层1122、绝缘层1124、绝缘屏蔽层1126、阻水层1127和保护层1129，衬层114包覆于保护层1129外表面。导体1120由多根导线组成，排列呈圆柱状。导体屏蔽层1122对导体1120形成的电场起屏蔽作用。绝缘层1124起承受电压的作用。绝缘屏蔽层1126起热屏蔽和电场屏蔽作用，有效保护绝缘。阻水层1127起阻水作用，避免电缆受损渗水后水树的形成。保护层1129主要为了防止海水的侵蚀腐蚀作用。具体到本实施例中，保护层1129由内向外依次包括铅层、防腐层和护套层。护套层可以由聚乙烯（polyethylene，PE）制成。在保证提高载流量的同时，单个电缆缆芯112体积小，施工方便。

请参阅图2，在另一实施例中，电缆缆芯112也可以为至少两个，电缆缆芯112并列排布，电缆本体110包括包带层118，包带层118设置于衬层114和电缆缆芯112之间，包带层118包覆电缆缆芯112，包带层118与电缆缆芯112之间设置有填充物116，每一电缆缆芯112均包括导体1120和依次包覆于导体1120的导体屏蔽层1122、绝缘层1124、绝缘屏蔽层1126和保护层1129。通过包带将电缆缆芯112包覆在一起，电缆缆芯112与包带之间的间隙处设置有填充物116。电缆缆芯112所包括的导体1120、导体屏蔽层1122、绝缘层1124和绝缘屏蔽层1126与上述单个电缆缆芯对应层所起的作用相同，在此不再赘述。具体到本实施例中，电缆缆芯112为三个，阻水保护层1128由内向外依次包括阻水层、铅层和护套层。护套层可以由聚乙烯（polyethylene，PE）制成。在保证提高载流量的同时，采用多个电缆缆芯112可缩小占用的路由而节约海洋资源、减少成本及降低机械损耗几率。

请参阅图2，在其中一个实施例中，电缆本体110还包括至少一个光缆单元118，光缆单元118与电缆缆芯112并列排布，并收容于包带层118。将光缆单元118与电缆缆芯112包覆于一体，满足海底电缆作业要求，在保护电缆缆芯112的同时，也对光缆单元118进行保护，无需另行单独敷设光缆，节约成本。

如图3所示，一种海底电缆施工方法，包括以下步骤：

步骤S110，提供海底电缆，所述海底电缆依次包括海中段、登陆段100和空气段，根据海底电缆登陆段100的敷设位置和长度获取所述登陆段100。

步骤S120，剥除所述登陆段100衬层114以外的结构，得到包覆有衬层114的电缆缆芯112。

步骤S130，套设所述包覆有衬层114的电缆缆芯112于钢管120。

步骤S140，填充热阻系数小于空气的散热介质130于所述钢管120与所述衬层114之间。具体地，采用土壤作为散热介质130，散热效果好，且节约成本。需要指出的是，即使散热介质130不是土壤，如热阻系数小于空气的塑料等物质，也可以实现散热的目的。

上述海底电缆施工方法，通过剥除海底电缆登陆段100衬层114以外的结构，得到包覆有衬层114的电缆缆芯112，并将该包覆有衬层114的电缆缆芯112套设于钢管120，在钢管120与衬层114之间填充有散热介质130。如此，该散热介质130的热阻系数小于空气，有利于登陆段100热量的散发，从而提高了登陆段100的载流量。与此同时，该海底电缆施工方法无需改变登陆段100导体1120的截面积，且设置钢管120，保证了登陆段100能够适应敷设或回修时的机械应力。因此，上述海底电缆施工方法提高了海底电缆登陆段100的载流量。

因海底环境复杂，为了使海底电缆能够承受各种机械应力并抵抗外力损坏，一般采用钢丝铠装结构，而登陆段100所处环境没有海中段复杂，故将登陆段100衬层114以外的结构剥除，也就是剥除钢丝铠装及钢丝铠装以外的结构。采用钢管120代替钢丝铠装，足以承受登陆段100所处环境的各种机械应力。该钢管120与衬层之间填充有散热介质130。如此，钢管120与电缆缆芯112隔有一定距离，受电缆缆芯112所产生的交流电场的作用小，从而减弱了钢管120产生的交变磁场，有利于减小磁损耗，进一步提高了登陆段100的载流量。

请参阅图1和图2，在其中一个实施例中，如果钢管120直径过小，难免因钢管120与衬层114之间的空间太小，导致不能容纳足够的散热介质130对热量进行散发。如果钢管120直径过大，难免因体积过大增加施工难度，故合理设置钢管120的直径不小于衬层114直径的两倍。具体衬层114的直径根据覆设环境或者作业需求而定，衬层114可以包覆单个电缆缆芯112或者至少两个电缆缆芯112，上述海底电缆已对电缆缆芯112和衬层114的具体结构进行阐述，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种海底电缆，依次包括海中段、登陆段和空气段，其特征在于，所述登陆段包括电缆本体，所述电缆本体包括电缆缆芯和包覆于所述电缆缆芯外表面的衬层；

所述电缆本体套设于钢管，所述钢管呈中空结构，所述钢管内壁与所述电缆本体的衬层之间填充有热阻系数小于空气的散热介质；所述钢管的直径不小于所述电缆本体直径的两倍。

2.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述散热介质为土壤。

3.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述电缆缆芯为单个，所述电缆缆芯包括导体和依次包覆于所述导体的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层和保护层，所述衬层包覆于所述保护层外表面。

4.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，所述电缆缆芯至少为两个，所述电缆缆芯并列排布，所述电缆本体包括包带层，所述包带层设置于所述衬层和所述电缆缆芯之间，所述包带层包覆所述电缆缆芯，所述包带层与所述电缆缆芯之间设置有填充物，每一所述电缆缆芯均包括导体和依次包覆于所述导体的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和阻水保护层。

5.根据权利要求4所述的海底电缆，其特征在于，所述电缆本体还包括至少一个光缆单元，所述光缆单元与所述电缆缆芯并列排布，并收容于所述包带层。

6.一种海底电缆施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供海底电缆，所述海底电缆依次包括海中段、登陆段和空气段，根据海底电缆登陆段的敷设位置和长度获取所述登陆段；

剥除所述登陆段衬层以外的结构，得到包覆有衬层的电缆缆芯；

套设所述包覆有衬层的电缆缆芯于钢管，所述钢管的直径不小于所述衬层直径的两倍；

填充热阻系数小于空气的散热介质于所述钢管与所述衬层之间。

7.根据权利要求6所述的海底电缆施工方法，其特征在于，所述散热介质为土壤。