CN106448886B - 一种海底电缆用双层金属丝铠装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底电缆用双层金属丝铠装结构，包括电缆缆芯，电缆缆芯外侧设置有第一金属丝铠装层，第一金属丝铠装层包括若干个第一金属丝；各第一金属丝呈圆形阵列设置；两个相邻的第一金属丝之间的间隙为3.3‑3.7mm；第一金属丝的绞入角为13°‑15°；第一金属丝铠装层外侧设置第二金属丝铠装层，第二金属丝铠装层包括与第一金属丝反向绞合的若干个第二金属丝；各第二金属丝呈圆形阵列设置。本发明一方面，受力均匀，有效的提高了抗拉力，另一方面，能够在深水敷设，并且提高了阻水性能，具有结构简单，使用寿命长，不易损坏等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种海底电缆用双层金属丝铠装结构。
背景技术
海底电缆敷设在海底，为了使其能够抵御海水浮力沉入海底，海缆结构设计时会考虑采用铅套等结构来增加其自身重量，因此往往海缆的自重很大。海缆在安装过程中，铠装层经受的张力不仅来自于悬挂海缆的重量，还包括敷设时外部附加动态力，以及海水扭力，安装过程中的合力远大于海缆垂下至海底的静态受力，同时随着敷设深度的增加，承受的张力就会越大，从而目前市场上的海缆金属丝铠装层抗拉强度低，受力不均匀，从而无法满足电缆在深海的敷设要求。
因此本领域技术人员致力于开发一种能够有效提高抗拉强度的海底电缆用双层金属丝铠装结构。
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提高抗拉强度的海底电缆用双层金属丝铠装结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种海底电缆用双层金属丝铠装结构，包括电缆缆芯，电缆缆芯外侧设置有第一金属丝铠装层，第一金属丝铠装层包括若干个第一金属丝；
各第一金属丝呈圆形阵列设置；两个相邻的第一金属丝之间的间隙为3.3-3.7mm；第一金属丝的绞入角为13°-15°；
第一金属丝铠装层外侧设置第二金属丝铠装层，第二金属丝铠装层包括与第一金属丝反向绞合的若干个第二金属丝；
各第二金属丝呈圆形阵列设置，相邻的两个第二金属丝之间的间隙为0.3-0.7mm；第二金属丝的绞入角为15°-17°；
第一金属丝铠装层与第二金属丝铠装层的绞合节径比均为10-16倍。
为了进一步提高抗拉强度，各两个相邻的第一金属丝之间的间隙为3.5mm；各相邻的两个第二金属丝之间的间隙为0.5mm；
第一金属丝与第二金属丝的直径均为5mm。
为了进一步提高抗拉强度，延长使用寿命，第一金属丝铠装层的绞合节径比为12-14倍；第一金属丝的绞入角为14°；
第二金属丝铠装层的绞合节径比为10-12倍；第二金属丝的绞合角度为16°。
为了进一步提高防腐效果，第一金属丝与第二金属丝的外表面均设置有防腐涂层。
为了在提高抗拉强度的同时，提高防腐效果，第一金属丝铠装层内设置有防腐材料，防腐材料位于各第一金属丝之间。
为了使结构更加紧凑，加强牢固度，提高抗拉强度，第一金属丝与第二金属丝采用铝合金丝制成；
第一金属丝铠装层的绞合节径比均为12-14倍，第二金属丝铠装层的绞合节径比均为10-12倍。
为了提高防腐性能的同时提高抗拉强度，第一金属丝与第二金属丝的直径均为4-8mm。
作为优选，各第一金属丝之间均设置有麻绳。
作为优选，第二金属丝铠装层外侧设置有外披层。
为了提高电缆的电气性能、阻水性能，电缆缆芯包括绝缘线芯，绝缘线芯的外侧设置有金属套，金属套外侧设置有阻水层，阻水层外侧设置有内衬层。
本发明的有益效果是：本发明一方面，受力均匀，有效的提高了抗拉力，另一方面，能够在深水敷设，并且提高了阻水性能，具有结构简单，使用寿命长，不易损坏等有益效果。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
图2是图1中的A处局部放大结构示意图。
图3是本发明电缆缆芯的具体结构示意图。
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至图3所示，一种海底电缆用双层金属丝铠装结构，包括电缆缆芯1，电缆缆芯1外侧设置有第一金属丝铠装层2，第一金属丝铠装层2包括若干个第一金属丝2a。
各第一金属丝2a呈圆形阵列设置；两个相邻的第一金属丝2a之间的间隙L1为3.3-3.7mm；本实施例中，各两个相邻的第一金属丝2a之间的间隙L1为3.5mm。
本实施例中，第一金属丝2a的个数是60根，但是第一金属丝2a的保护范围不只局限于60根，第一金属丝2a的个数是依据两个相邻的金属丝之间的间距和电缆缆芯1的直径大小来确定，本实施例中，以两个相邻的第一金属丝2a之间的间隙L1为3.5mm为准，那么第一金属丝2a的个数可根据电缆缆芯1直径的大小来增加或减少。
第一金属丝铠装层2外侧设置第二金属丝铠装层5，第二金属丝铠装层5外侧设置有外披层3。
第二金属丝铠装层5包括与第一金属丝2a反向绞合的若干个第二金属丝5a；为了更进一步的在节约材料，减小截面的同时，保证抗拉强度，本实施例中，第一金属丝2a与第二金属丝5a的直径D均为5mm。
各第二金属丝5a呈圆形阵列设置，相邻的两个第二金属丝5a之间的间隙L2为0.3-0.7mm；本实施例中，各相邻的两个第二金属丝5a之间的间隙L2为0.5mm，第二金属丝5a的个数为100，但是第二金属丝5a的保护范围不局限于100个，第二金属丝5a的个数的增加或减少与第一金属丝2a同理。
第一金属丝2a的绞入角为13°-15°；第二金属丝5a的绞入角为15°-17°；本实施例中，第一金属丝2a的绞入角为14°，第二金属丝5a的绞入角为16°。
第一金属丝铠装层2与第二金属丝铠装层5的绞合节径比均为10-16倍。其中，第一金属丝铠装层2绞合节径比优选为12-14倍，第二金属丝铠装层5绞合节径比优选为10-12倍。为了使抗拉强度达到最佳，本实施例中，第一金属丝铠装层2绞合节径比为13倍，第二金属丝铠装层5绞合节径比为11倍。
现有铠装层是通过金属丝的多少决定抗拉强度的高低，现有铠装层通常为了提高抗拉强度，就是简单的对铠装层的数量进行简单的叠加，从而提高抗拉效果，这样简单的叠加存在以下缺陷，一方面，铠装层越多电缆截面就越大，所耗成本也越高，另一方面，如加一层铠装层，那么抗拉强度则提高一倍，加两层铠装层，那么抗拉强度则提高两倍，无法实现一加一大于二的效果。
本实施例将第一金属丝2a与第二金属丝5a反向绞合，然后将第一金属丝铠装层2中的第一金属丝2a做结构上的变化，使得第一金属丝2a与第二金属丝5a相互配合使用，一方面，由于第一金属丝2a数量上的减少，有效的节约了材料，另一方面，通过第一金属丝铠装层2与第二金属丝铠装层5相互配合使用，使其抗拉强度提高了1.51倍，同时每层金属丝的扭力相互平衡，使海缆受到的扭力相互抵消，提高了受力的均匀性，可以满足水深200米以上的深水敷设要求。不仅节省了材料，降低了成本，并且抗拉强度有效的得到了提高。
特别强调，本实施例中，必须利用第一金属丝铠装层2与第二金属铠装层5相互配合使用，才能在节约成本的同时将抗拉效果提高到2.15倍。
第一金属丝2a与第二金属丝5a采用高强度铝合金丝或镀锌钢丝制成，本实施例中，第一金属丝2a与第二金属丝5a采用铝合金丝制成，并且在第一金属丝2a与第二金属丝5a的外表面均设置有防腐涂层6，本实施例中，防腐涂层6为涂覆的石墨烯防腐材料，防腐涂层6可以在单丝生产时或铠装绞合前直接涂覆，相较于在单丝外挤包塑料层的方式，无需增加额外的工序，工艺简单；同时石墨烯防腐涂料具有防水、耐腐蚀的作用，可以有效隔离海水对金属丝的接触，从而完全耐腐蚀。
第一金属丝铠装层2内设置有防腐材料4，防腐材料4位于各第一金属丝2a之间。通过在第一金属丝2a之间设置沥青和麻绳，一方面，提高了防腐性能，另一方面，对第一金属丝2a和第二金属丝5a起到了定型作用，有效提高了抗拉强度和使用寿命。
本实施例中采用最佳方案，将第一金属丝2a与第二金属丝5a的直径D均设置成5mm。
为了提高电缆的电气性能、阻水性能，电缆缆芯1包括绝缘线芯1a，绝缘线芯1a的外侧设置有金属套1c，金属套1c外侧设置有阻水层1b，阻水层1b外侧设置有内衬层1d。
本实施例中，金属丝铠装层面积约为4524mm2，由于第一金属丝铠装层2采用了疏绕方式，节约了材料，同时采用的金属丝为非磁性高强度铝合金丝，可减少常规镀锌钢丝铠装结构相比，具有重量轻，非磁性的特点，电缆运行时不易产生涡流损耗，可以减少铠装层的电能额外损耗，提高电缆载流量，。
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 (10)
1.一种海底电缆用双层金属丝铠装结构，包括电缆缆芯(1)，所述电缆缆芯(1)外侧设置有第一金属丝铠装层(2)，所述第一金属丝铠装层(2)包括若干个第一金属丝(2a)；其特征是：
各所述第一金属丝(2a)呈圆形阵列设置；两个相邻的第一金属丝(2a)之间的间隙(L1)为3.3-3.7mm；所述第一金属丝(2a)的绞入角为13°-15°；
所述第一金属丝铠装层(2)外侧设置第二金属丝铠装层(5)，所述第二金属丝铠装层(5)包括与所述第一金属丝(2a)反向绞合的若干个第二金属丝(5a)；
各所述第二金属丝(5a)呈圆形阵列设置，相邻的两个第二金属丝(5a)之间的间隙(L2)为0.3-0.7mm；所述第二金属丝(5a)的绞入角为15°-17°；
所述第一金属丝铠装层(2)与所述第二金属丝铠装层(5)的绞合节径比均为10-16倍。
2.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：两个相邻的第一金属丝(2a)之间的间隙(L1)为3.5mm；相邻的两个第二金属丝(5a)之间的间隙(L2)为0.5mm；
所述第一金属丝(2a)与所述第二金属丝(5a)的直径(D)均为5mm。
3.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第一金属丝铠装层(2)的绞合节径比为12-14倍；所述第一金属丝(2a)的绞入角为14°；
所述第二金属丝铠装层(5)的绞合节径比为10-12倍；所述第二金属丝(5a)的绞入角为16°。
4.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第一金属丝(2a)与所述第二金属丝(5a)的外表面均设置有防腐涂层(6)。
5.如权利要求4所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第一金属丝铠装层(2)内设置有防腐材料(4)，所述防腐材料(4)位于各所述第一金属丝(2a)之间。
6.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第一金属丝(2a)与所述第二金属丝(5a)采用铝合金丝制成；
所述第一金属丝铠装层(2)的绞合节径比为12-14倍，所述第二金属丝铠装层(5)的绞合节径比为10-12倍。
7.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第一金属丝(2a)与所述第二金属丝(5a)的直径(D)均为4-8mm。
8.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：各所述第一金属丝(2a)之间均设置有麻绳。
9.如权利要求1所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述第二金属丝铠装层(5)外侧设置有外披层(3)。
10.如权利要求1至9任一所述的海底电缆用双层金属丝铠装结构，其特征是：所述电缆缆芯(1)包括绝缘线芯(1a)，所述绝缘线芯(1a)的外侧设置有金属套(1c)，所述金属套(1c)外侧设置有阻水层(1b)，所述阻水层(1b)外侧设置有内衬层(1d)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |