CN103871597B - 一种海底专用电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底专用电力电缆，用于在海底进行电力传输，多根主导线和多根辅助导线，主导线中有一根为信号传递导线，电力传输主导线和辅助导线中均设有导电线芯及聚合材料，信号传递主导线中包括四根信号传递次导线、至少部分的位于次导线之间孔隙空间中的光纤，次导线包括多根信号传递芯线和屏蔽层，次导线和光纤由聚合材料包裹，主导线和辅助导线由绝缘材料填充并包裹为一体，绝缘材料外周为铝塑复合带绕包形成的包覆层，包覆层外周设置有阻水层，阻水层外周为保护外套，在阻水层和包覆层之间设置有由多根铝线斜线绕包包覆层组成的铠装层，组成铠装层的铝线包括位于心部的铝芯体和包裹铝芯体的锡层，包覆层与铠装层之间设置有锡金属层。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种海底专用电力电缆。
背景技术
随着经济的快速发展，海底电缆得到了广泛应用，同时对海底电缆的要求也越来越高。海底环境具有腐蚀性强的特点，而电缆出于防干扰的要求，一般都会设置屏蔽层，屏蔽层上会产生感应电势，从而产生严重涡流和磁滞损耗，并会加重腐蚀危害，缩短电缆的使用寿命。由于海底电缆铺设不易，使用寿命过短导致的频繁更换海底电缆会造成巨大的经济损失。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种海底专用电力电缆，实现了电力和通信信号的综合传输，其结构简单，抗腐蚀能力强且屏蔽性能好。
本发明提出的一种海底专用电力电缆，用于在海底进行电力传输，多根主导线和多根辅助导线，主导线中有一根为信号传递导线，其余主导线为电力传输导线，电力传输主导线和辅助导线中均设有多根彼此缠绕扭绞的导电线芯以及包裹上述导电线芯的聚合材料，信号传递主导线中包括四根信号传递次导线、至少部分的位于次导线之间孔隙空间中的光纤，次导线包括多根信号传递芯线和包裹信号传递芯线的屏蔽材料形成的屏蔽层，次导线和光纤由聚合材料包裹，主导线和辅助导线由绝缘材料填充并包裹为一体，绝缘材料外周为铝塑复合带绕包形成的包覆层，包覆层外周设置有阻水层，阻水层外周为保护外套，在阻水层和包覆层之间设置有由多根铝线斜线绕包包覆层组成的铠装层，组成铠装层的铝线包括位于心部的铝芯体和包裹铝芯体的锡层，包覆层与铠装层之间设置有锡金属层。
优选地，形成铠装层的铝线彼此平行排列。
优选地，信号传递主导线中四根信号传递次导线的轴向轴线呈方形布置。
优选地，主导线数量为三根，三根主导线的轴向轴线呈正三角形布置，辅助导线至少部分的位于主导线之间孔隙空间中。
优选地，聚合材料采用的聚烯烃材料，其原料组分为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，60-80份；高密度聚乙烯，20-30份；三元乙丙橡胶，15-25份；四季戊四醇酯，3-5份；硬脂酸钙，3-5份；硅烷偶联剂，3-5份；氢氧化铝，20-30份；三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，10-15份；硼酸锌，5-10份；碳酸钙粉，5-10份；过氧化二烷烃，3-5份；钛酸酯，1-2份；石蜡，0.3-0.6份，其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物由醋酸乙烯酯含量为18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯酯含量为28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成，且两者的比例为10:1。
本发明中，三根主导线的轴向轴线呈正三角形布置，在压力下不易移动，在这一条件下，更小的辅助导线更不容易受到损害，从而对内部线缆进行保护，以适应海底的高压环境；将主导线中一根设定为信号传递导线，可以实现电力和通信信号的综合传输，而辅助导线的设置并至少部分的位于主导线之间孔隙空间中，在对电力传输能力进行补偿的同时，可以提高电缆内空间的利用效率；次导线包括多根信号传递芯线和包裹信号传递芯线的屏蔽材料形成的屏蔽层，从而可以有效防止不同次导线之间产生信号干扰，次导线和光纤由聚合材料包裹，可以对次导线与光纤进行保护；绝缘材料外周设置的由铝塑复合带绕包形成的包覆层可以有效起到信号屏蔽的效果，铠装层的设置在进一步提升电缆机械性能的基础上可以与包覆层共同形成复合屏蔽结构，包覆层与铠装层之间设置的锡金属层和铠装层的镀锡铝线形成等电位结构，有效提高了电缆屏蔽结构的耐腐蚀性能，以适应海底强腐蚀性的环境；聚合材料作为对内部核心线缆的保护体，通过采用上述原料组分的聚烯烃材料制作，可以有效耐寒，可以延长电缆在海底低温环境下的使用寿命；其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物采用醋酸乙烯酯含量为18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯酯含量为28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组合物，在三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯的作用下，可以提升对低温的防御能力。
附图说明
图1为本发明提出的一种海底专用电力电缆的结构示意图；
图2为图1中电力电缆屏蔽结构的局部示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种海底专用电力电缆的结构示意图；图2为图1中电力电缆屏蔽结构的局部示意图。
参照图1并结合图2，本发明提出的一种海底专用电力电缆，用于在海底进行电力传输，包括：三根主导线1和三根辅助导线2，三根主导线1的轴向轴线呈正三角形布置，主导线1中有一根为信号传递导线，其余主导线1为电力传输导线，电力传输主导线1和辅助导线2中均设有多根彼此缠绕扭绞的导电线芯5以及包裹上述导电线芯5的聚合材料，信号传递主导线1中包括四根信号传递次导线3、至少部分的位于次导线3之间孔隙空间中的光纤4，四根信号传递次导线3的轴向轴线呈方形布置，信号传递次导线3包括多根信号传递芯线和包裹信号传递芯线的屏蔽材料形成的屏蔽层，次导线3和光纤4由聚合材料包裹，主导线1和辅助导线2由绝缘材料6填充并包裹为一体，绝缘材料6外周为铝塑复合带绕包形成的包覆层7，包覆层7外周设置有阻水层9，阻水层9外周为保护外套10，在阻水层9和包覆层7之间设置有由多根铝线斜线绕包包覆层7组成的铠装层8，组成铠装层8的铝线包括位于心部的铝芯体81和包裹铝芯体81的锡层82，包覆层7与铠装层8之间设置有锡金属层11，其中，形成铠装层8的铝线彼此平行排列。
在上述技术方案中，三根主导线1的轴向轴线呈正三角形布置，在压力下不易移动，在这一条件下，更小的辅助导线2更不容易受到损害，从而对内部线缆进行保护，以适应海底的高压环境；将主导线1中一根设定为信号传递导线，可以实现电力和通信信号的综合传输，而辅助导线2的设置并至少部分的位于主导线1之间孔隙空间中，在对电力传输能力进行补偿的同时，可以提高电缆内空间的利用效率；次导线3包括多根信号传递芯线和包裹信号传递芯线的屏蔽材料形成的屏蔽层，从而可以有效防止不同次导线3之间产生信号干扰，次导线3和光纤4由聚合材料包裹，可以对次导线3与光纤4进行保护；绝缘材料6外周设置的由铝塑复合带绕包形成的包覆层7可以有效起到信号屏蔽的效果，铠装层8的设置在进一步提升电缆机械性能的基础上可以与包覆层7共同形成复合屏蔽结构，包覆层7与铠装层8之间设置的锡金属层11和铠装层8的镀锡铝线形成等电位结构，有效提高了电缆屏蔽结构的耐腐蚀性能，以适应海底强腐蚀性的环境。
在本实施例中，聚合材料采用的聚烯烃材料，其原料组分为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，72份；高密度聚乙烯，23份；三元乙丙橡胶，21份；四季戊四醇酯，4份；硬脂酸钙，3份；硅烷偶联剂，5份；氢氧化铝，27份；三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，12份；硼酸锌，7份；碳酸钙粉，6份；过氧化二烷烃，5份；钛酸酯，1.3份；石蜡，0.4份，其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物由醋酸乙烯酯含量为18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯酯含量为28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成，且两者的比例为10:1。
聚合材料作为对内部核心线缆的保护体，通过采用上述原料组分的聚烯烃材料制作，可以有效耐寒，可以延长电缆在海底低温环境下的使用寿命；其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物采用醋酸乙烯酯含量为18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯酯含量为28%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组合物，在三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯的作用下，可以提升对低温的防御能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种海底专用电力电缆，用于在海底进行电力传输，其特征在于，包括：多根主导线(1)和多根辅助导线(2)，主导线(1)中有一根为信号传递导线，其余主导线(1)为电力传输导线，电力传输主导线(1)和辅助导线(2)中均设有多根彼此缠绕扭绞的导电线芯(5)以及包裹上述导电线芯(5)的聚合材料，信号传递主导线(1)中包括四根信号传递次导线(3)、至少部分的位于次导线(3)之间孔隙空间中的光纤(4)，信号传递次导线(3)包括多根信号传递芯线和包裹信号传递芯线的屏蔽材料形成的屏蔽层，次导线(3)和光纤(4)由聚合材料包裹，主导线(1)和辅助导线(2)由绝缘材料(6)填充并包裹为一体，绝缘材料(6)外周为铝塑复合带绕包形成的包覆层(7)，包覆层(7)外周设置有阻水层(9)，阻水层(9)外周为保护外套(10)，在阻水层(9)和包覆层(7)之间设置有由多根铝线斜线绕包包覆层(7)组成的铠装层(8)，组成铠装层(8)的铝线包括位于心部的铝芯体(81)和包裹铝芯体(81)的锡层(82)，包覆层(7)与铠装层(8)之间设置有锡金属层(11)；
所述聚合材料采用的聚烯烃材料，其原料组分按重量份为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，60-80份；高密度聚乙烯，20-30份；三元乙丙橡胶，15-25份；四季戊四醇酯，3-5份；硬脂酸钙，3-5份；硅烷偶联剂，3-5份；氢氧化铝，20-30份；三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，10-15份；硼酸锌，5-10份；碳酸钙粉，5-10份；过氧化二烷烃，3-5份；钛酸酯，1-2份；石蜡，0.3-0.6份，其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物由醋酸乙烯酯含量为18％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和醋酸乙烯酯含量为28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成，且两者的比例为10:1。
2.根据权利要求1所述的海底专用电力电缆，其特征在于，形成铠装层(8)的铝线彼此平行排列。
3.根据权利要求1所述的海底专用电力电缆，其特征在于，信号传递主导线(1)中四根信号传递次导线(3)的轴向轴线呈方形布置。
4.根据权利要求1所述的海底专用电力电缆，其特征在于，主导线(1)数量为三根，三根主导线(1)的轴向轴线呈正三角形布置，辅助导线(2)至少部分的位于主导线(1)之间孔隙空间中。
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