CN106448856B - 一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，包括线芯，线芯外侧设置有第一防腐涂层，第一防腐涂层外侧设置有第一铠装层，第一铠装层由若干根第一型线单线组成，各第一型线单线的外表面均设置有第二防腐涂层；第一铠装层外侧设置有第三防腐涂层，第三防腐涂层外侧设置有第二铠装层，第二铠装层由若干根第二型线单线组成，各第二型线单线的外表面均设置有第四防腐涂层；各第一型线单线与各第二型线单线反向绞合。本发明的有益效果是：本发明一方面，能够有效的防止钢丝散开；延长海底电缆的使用寿命；另一方面，有效的提高了防腐防水效果；再一方面，有效的提高了铠装层整体的强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆。
背景技术
自1850年首次研发，海底电缆成为跨海陆地之间电力我传输的只要方式,目前在全世界范围内得到了广泛的认可与应用.海底电缆的成功敷设距今已有158的历史,其设计和敷设方式已经得到了很大的改善,伴随随着柔性直流输电的快速发展,将柔性直流输电应用于海底电力传输具有可控性好、易于控制有功无功、损耗小、无需无功补偿等优点，可向孤岛无源系统供电，特别适用于远距离、大容量输电工程.
在这种电缆设计时,会在陆地高压电缆的基础进行,以满足海底电缆对于敷设于海洋环境中的特殊要求,其中海底电缆的铠装层的设计与陆地高压电缆尤为不同.对于陆地高压电缆来说,由于敷设环境特定甚至可以不具有铠装层,但是对于海底电缆来说,电缆在敷设和运行时时需要提供稳定的机械保护。金属铠装层的设置正是为了提供这种保护.在以往的设计中设计者大多会涂覆沥青后再用2-8mm的镀锌钢丝以绞合的方式均匀的排满在阻水层外，缓冲来自海水的扭力以此保护电缆内部的阻水以及其他结构。
但是锌钢丝单层绞合的方式仅能缓冲一个方向的扭力,当电缆承受反向的扭力时,单向的钢丝甚至会散开,一旦海水开始接触镀锌钢丝，绞合时互相接触的钢线就会发生腐蚀，并且腐蚀会将发生轴向的扩散，加之脆性的沥青材料会开裂、脱落，设计时绝缘外部的阻水结构无法再继续起到效果。同样，在设计电缆时，为了将钢丝排满整个圆周，钢丝铠装整体机械强度会比试验要求值大很多。
因此本领域技术人员致力于开发一种能够有效防止钢丝散开的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效防止钢丝散开的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆。
为实现上述目的，本发明提供了一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，包括线芯，线芯外侧设置有第一防腐涂层，第一防腐涂层外侧设置有第一铠装层，第一铠装层由若干根第一型线单线组成，各第一型线单线的外表面均设置有第二防腐涂层；
第一铠装层外侧设置有第三防腐涂层，第三防腐涂层外侧设置有第二铠装层，第二铠装层由若干根第二型线单线组成，各第二型线单线的外表面均设置有第四防腐涂层；各第一型线单线与各第二型线单线反向绞合。
为了进一步提高防水效果，第二铠装层外侧设置有第五防腐涂层。
作为优选，第一防腐涂层、第二防腐涂层、第三防腐涂层、第四防腐涂层和第五防腐涂层均采用沥青制成。
为了进一步提高使用寿命，第五防腐涂层外侧设置有外披层。
为了进一步提高防腐效果，第一型线单线与第二型线单线均采用若干根铝合金线制成。
一种用于制造双层反向高强度铝合金铠装海底电缆的方法，包括以下步骤：
1)在线芯外涂覆第一防腐涂层；
2)在各第一型线单线外表面涂覆第二防腐涂层，在各第二型线单线外表面涂覆第四防腐涂层；
3)将第一型线单线设置在线芯外侧；
4)将第一型线单线和第二型线单线进行双层反向单丝绞合，在绞合的同时在第一型线单线和第二型线单线之间涂覆第三防腐涂层；
5)最后在第二型线单线层外侧设置第五防腐涂层。
作为优选，第一防腐涂层、第二防腐涂层、第三防腐涂层、第四防腐涂层和第五防腐涂层均采用沥青制成。
为了提高使用寿命，步骤5)中，第五防腐涂层外侧设置外披层。
本发明的有益效果是：本发明一方面，能够有效的防止钢丝散开；延长海底电缆的使用寿命；另一方面，有效的提高了防腐防水效果；再一方面，有效的提高了铠装层整体的强度。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，包括线芯1，线芯1外侧设置有第一防腐涂层2，第一防腐涂层2外侧设置有第一铠装层3，第一铠装层3由若干根第一型线单线3a组成，各第一型线单线3a的外表面均设置有第二防腐涂层4。
第一铠装层3外侧设置有第三防腐涂层5，第三防腐涂层5外侧设置有第二铠装层6，第二铠装层6外侧设置有第五防腐涂层8。第五防腐涂层8外侧设置有外披层9。
本实施例中，第二铠装层6由若干根第二型线单线6a组成，各第二型线单线6a的外表面均设置有第四防腐涂层7；各第一型线单线3a与各第二型线单线6a反向绞合。其中，第一型线单线3a与第二型线单线6a均采用若干根铝合金线制成。
本实施例中，第一防腐涂层2、第二防腐涂层4、第三防腐涂层5、第四防腐涂层7和第五防腐涂层8均采用沥青制成。
一种用于制造双层反向高强度铝合金铠装海底电缆的方法，包括以下步骤：
1)在线芯外涂覆第一防腐涂层；
2)在各第一型线单线外表面涂覆第二防腐涂层，在各第二型线单线外表面涂覆第四防腐涂层；
3)将第一型线单线设置在线芯外侧；
4)将第一型线单线和第二型线单线进行双层反向单丝绞合，在绞合的同时在第一型线单线和第二型线单线之间涂覆第三防腐涂层；
5)最后在第二型线单线层外侧设置第五防腐涂层，第五防腐涂层外侧设置外披层。
本方法实施例中，第一防腐涂层、第二防腐涂层、第三防腐涂层、第四防腐涂层和第五防腐涂层均采用沥青制成。
现有技术中不采用铝材时因为铝材的防腐性能较差，但是本发明采用外部涂覆一层防腐涂层的单线的优势在于，一旦海底电缆的外被层发生损坏，海水进入到铠装层时，单根的高强铝合金单线不会发生腐蚀，也就不会存在像镀锌钢丝铠装一样的轴向腐蚀。当海底电缆的两层铠装反向时，能够缓冲来自两个方向的扭力，甚至使两个方向的扭力减少或消除。
例如导体截面3000mm2挤包高压直流海缆敷设水深200米以内，根据国际大电网会议Electra 171试验其钢丝铠装试验值为224kN，但设计出来的实际电缆的张力可以达到309kN，钢丝铠装承受的应力为71MPa，铜导体承受的应力为38MPa，钢丝铠装的机的屈服点为210MPa，铜导体的屈服极限120MPa。如果将镀锌钢丝换成两层带有防腐涂层高强铝合金钢丝，同时两层带有防腐涂层高强铝合金的截面与以往设计的单层镀锌钢丝铠装截面相同，那么计算后高强铝合金铠装承受的应力为37MPa，铜导体承受的应力为56MPa，可见铠装层和导体仍不会发生变形，同时电缆的总张力可以达到265kN，仍大于试验要求值224kN。
采用高强度铝合金杆材拉制成单线，单线可以是圆形或者异形结构，本实施例中采用圆形结构。在单线外涂覆一层防腐层制成半成品单线。首先，将半成品单线绞制前在线芯外先涂覆一层热沥青，然后进行双层反向单丝铠装，在每层铠装绞制的同时涂覆沥青，这使得两层铠装单丝都能很好地在沥青中固定成型。
与此同时，沥青硬化后使得内层的钢丝铠装可以紧密地贴在线芯表面，
其次，在反向的带防腐涂层的高强度铝合金铠装层的外侧再涂覆上沥青，加固固定作用。最后在铠装层外再设置外被层起到对内部结构的保护作用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，包括线芯(1)，其特征是：所述线芯(1)外侧设置有第一防腐涂层(2)，所述第一防腐涂层(2)外侧设置有第一铠装层(3)，所述第一铠装层(3)由若干根第一型线单线(3a)组成，各所述第一型线单线(3a)的外表面均设置有第二防腐涂层(4)；
所述第一铠装层(3)外侧设置有第三防腐涂层(5)，所述第三防腐涂层(5)外侧设置有第二铠装层(6)，所述第二铠装层(6)由若干根第二型线单线(6a)组成，各所述第二型线单线(6a)的外表面均设置有第四防腐涂层(7)；各所述第一型线单线(3a)与各所述第二型线单线(6a)反向绞合。
2.如权利要求1所述的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，其特征是：所述第二铠装层(6)外侧设置有第五防腐涂层(8)。
3.如权利要求2所述的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，其特征是：所述第一防腐涂层(2)、第二防腐涂层(4)、第三防腐涂层(5)、第四防腐涂层(7)和第五防腐涂层(8)均采用沥青制成。
4.如权利要求3所述的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，其特征是：所述第五防腐涂层(8)外侧设置有外披层(9)。
5.如权利要求1至4任一所述的双层反向高强度铝合金铠装海底电缆，其特征是：所述第一型线单线(3a)与所述第二型线单线(6a)均采用若干根铝合金线制成。
6.一种用于制造双层反向高强度铝合金铠装海底电缆的方法，其特征是：包括以下步骤：
1)在线芯外涂覆第一防腐涂层；
2)在各第一型线单线外表面涂覆第二防腐涂层，在各第二型线单线外表面涂覆第四防腐涂层；
3)将第一型线单线设置在线芯外侧；
4)将第一型线单线和第二型线单线进行双层反向单丝绞合，在绞合的同时在第一型线单线和第二型线单线之间涂覆第三防腐涂层；
5)最后在第二型线单线层外侧设置第五防腐涂层。
7.如权利要求6所述的用于制造双层反向高强度铝合金铠装海底电缆的方法，其特征是：所述第一防腐涂层、第二防腐涂层、第三防腐涂层、第四防腐涂层和第五防腐涂层均采用沥青制成。
8.如权利要求6所述的用于制造双层反向高强度铝合金铠装海底电缆的方法，其特征是：所述步骤5)中，第五防腐涂层外侧设置外披层。
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