CN106910559A - 一种能自身抗弯的海底电缆 - Google Patents

Abstract

一种能自身抗弯的海底电缆，涉及海底电缆固定保护领域。海底电缆在海底底流较强的地区，或电缆无法敷设至地下时，易于损坏。本发明包括电缆外保护管、抗弯挡板、支撑杆和导体芯层；抗弯挡板斜向设置在电缆外保护管的上方，支撑杆设置在抗弯挡板的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层设置在电缆外保护管内部，与电缆外保护管与抗弯挡板之间连接设置有铰链，抗弯挡板与支撑杆连接设置有第一转轴，电缆外保护管与支撑杆之间连接设置有第二转轴；电缆外保护管与导体芯层之间设置有绝缘保护层；电缆外保护管下方等间距连接设置有链条；链条另一端连接设置有锚杆。本技术方案防止海底电缆发生过度弯曲，对电缆提供很好的保护作用。

Description

一种能自身抗弯的海底电缆

技术领域

本发明涉及海底电缆固定保护领域，尤其涉及一种能自身抗弯的海底电缆。

背景技术

海底电缆是用绝缘材料包裹的导线，铺设在海底及河流水下，用于电信传输。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号。光纤具有安全稳定，抗干扰能力强，保密性能好的特点，但由于光纤脆弱易断以及海底海况复杂，经常会发生海底电缆断裂的事件。在地壳板块运动地带，往往发生地震海啸等自然灾害，会对铺设于该地区的海底电缆产生集中作用力，导致电缆断裂；在海底底流较强的地区，海底电缆一般是深埋于淤泥下2~3米处，但随着底流对海底淤泥的长期冲刷，最终会导致海底电缆悬空，在侧向底流的作用力发生断裂；除此之外，人类的活动也会对电缆造成破坏，船舶抛锚一直是海底电缆发生破坏的主要原因之一。还有在海底电缆铺设方面，在铺设过程中经常会遇到基岩等不良海底底质的情况，无法将电缆敷设至地下，无法提供足够的保护。因此，提供一种能自身抗弯的、能适应于不良海底底质条件的海底电缆是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种能自身抗弯的海底电缆。

本发明要解决的问题是：现有海底电缆在铺设时由于外界作用力导致电缆过度弯曲而断裂，给工程带来不必要的经济损失的问题，以及在不良海底底质条件下无法对海底电缆铺设，施工难的问题。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种能自身抗弯的海底电缆，包括电缆外保护管、抗弯挡板、支撑杆和导体芯层；所述抗弯挡板斜向设置在电缆外保护管的上方，支撑杆设置在抗弯挡板的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层设置在电缆外保护管内部，所述与电缆外保护管与抗弯挡板之间连接设置有铰链，抗弯挡板与支撑杆连接设置有第一转轴，电缆外保护管与支撑杆之间连接设置有第二转轴；所述电缆外保护管与导体芯层之间设置有绝缘保护层；所述电缆外保护管下方等间距连接设置有链条；所述链条另一端连接设置有锚杆。抗弯挡板、支撑杆均与海底电缆转动连接，抗弯挡板与支撑杆转动连接,使得海底电缆具有一定的弯曲能力，同时，抗弯挡板、支撑杆有效限制了海底电缆的过度弯折，有效保护海底电缆。设置的多个锚固装置（链条、锚杆）可有效防止海底电缆的位移，以适应于不良海底底质条件。同时电缆外保护管、抗弯挡板、支撑杆的设置，增加了海缆的防护，降低被损坏的风险。

所述电缆外保护管呈方形，其四面等间距设置铰链、抗弯挡板、支撑杆、第一转轴和第二转轴。为方便设置抗弯挡板，将电缆外保护管截面设置为四面形，四角设为流线型倒角，来减小水流的阻力。电缆外保护管截面外周呈方形，方便与抗弯挡板、支撑杆的连接，增加与抗弯挡板、支撑杆的接触面，提高强度。

所述铰链上的铰链面板与电缆外保护管之间通过第二螺丝连接，与抗弯挡板之间通过第一螺丝连接。

所述第一转轴包括转轴面板、第三螺丝和第一螺栓；所述转轴面板与抗弯挡板通过第三螺丝连接；所述转轴面板与支撑杆通过第一螺栓连接。

所述电缆外保护管上方按间距设置有对应数量的固定环，固定环与支撑杆之间连接设置有第二螺栓。

所述锚杆包括锚杆体、螺母、金属垫板、止浆塞和锚头；所述螺母、金属垫板和止浆塞从上到下依次设置在锚杆体上；所述锚头设置在锚杆体底部。基岩上固定电缆时，在基岩预定位置钻孔，并再将锚杆打入孔中，灌入水泥砂浆，用止浆塞封住孔口，防止浆液流出。

所述电缆外保护管与链条连接处设置有连接扣。

所述电缆外保护管由具有弹性的耐腐蚀绝缘材料制成；所述抗弯挡板、支撑杆、第一转轴、第二转轴、锚杆和链条均为不锈钢金属制造。

在自由状态下，所述抗弯挡板与电缆外保护管长度方向的夹角为5º～45 º。所述抗弯挡板和支撑杆构件的长度以及夹角根据海底电缆的抗弯能力确定，抗弯挡板与电缆外保护管长度方向的夹角一般以为10º～30 º为佳。

当海底电缆为有铠装或无铠装直径大于25mm的电缆时,抗弯挡板的长度和支撑杆的长度之和小于13/12倍的铰链到第二转轴的距离；抗弯挡板与支撑杆的夹角为α，其中α的范围为90°～136°，抗弯挡板与电缆外保护管的夹角为β，其中β的范围为10°～22°。

当海底电缆为无铠装或直径小于25mm的电缆时，应满足抗弯挡板的长度和支撑杆的长度之和小于9/8倍的铰链到第二转轴的距离；抗弯挡板与支撑杆的夹角为α，其中α的范围为90°～126°，抗弯挡板与电缆外保护管的夹角为β，其中β的范围为10～27°。抗弯挡板和支撑杆构件的长度、夹角以及铰链间的距离根据电缆本身的允许最小弯曲半径确定。以提高工作的稳定性和可靠性，同时也有助于降低成本。

有益效果：本发明能防止海底电缆发生过度弯曲，对电缆提供很好的保护作用。在地壳板块运动频繁以及海底底流较强的区域，该电缆外部的抗弯装置在保留电缆部分弯曲能力的同时，也能防止外界作用力使电缆发生过度弯曲而导致电缆断裂。其次，在不良海底地质条件下，比如在基岩区域，连接的锚杆装置能将电缆牢牢固定在基岩上，防止了电缆在底流、潮流冲刷下发生脱落移动。本发明具有灵活性好，适用性强，简单便捷的特点，适用于复杂海况以及不良海底区域，能有效的减少海底电缆断裂的频率，降低后期电缆修复的劳动成本和经济成本，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明弯曲程度的示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明铰链的结构示意图；

图6是本发明第一转轴的结构示意图；

图7是本发明第二转轴的结构示意图；

图8是本发明锚杆的结构示意图；

图9是本发明链条连接结构示意图。

图中：1-电缆外保护管，2-铰链，3-抗弯挡板，4-支撑杆，5-第一转轴，6-连接扣，7-第二转轴，8-锚杆，9-绝缘保护层，10-导体芯层，11-链条，201-第一螺丝，202-铰链面板，203-第二螺丝，501-转轴面板，502-第三螺丝，503-第一螺栓，701-固定环，702-第二螺栓，801-锚杆体，802-螺母，803-金属垫板，804-止浆塞，805-锚头。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种能自身抗弯的海底电缆，包括电缆外保护管1、抗弯挡板3、支撑杆4和导体芯层10；抗弯挡板3设置在电缆外保护管1的上方，支撑杆4设置在抗弯挡板3的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层10设置在电缆外保护管1内部，电缆外保护管1与抗弯挡板3之间连接设置有铰链2，抗弯挡板3与支撑杆4连接设置有第一转轴5，电缆外保护管1与支撑杆4之间连接设置有第二转轴7；电缆外保护管1与导体芯层10之间设置有绝缘保护层9；电缆外保护管1下方等间距连接设置有链条11；链条11另一端连接设置有锚杆8。

其受力变形如图2所示，此时抗弯挡板3、支撑杆4与海底电缆夹角发生变化，同时由于抗弯挡板、支撑杆之间的约束，形成由电缆外保护管1、支撑杆4、抗弯挡板3构成的截面为三角形的稳定结构，避免海底电缆的过度变形。

本发明能防止海底电缆发生过度弯曲，对电缆提供很好的保护作用。其具有灵活性好，适用性强，简单便捷的特点，适用于复杂海况以及不良海底区域，能有效的减少海底电缆断裂的频率，降低后期电缆修复的劳动成本和经济成本，具有广阔的应用前景。

其同样适用于海底底质状况比较良好的条件，为进一步防止人类活动与自然环境的破坏，可将其埋置于海底2~3米处。

实施例2

如图1、3、4、5所示，本技术方案包括电缆外保护管1、抗弯挡板3、支撑杆4和导体芯层10；抗弯挡板3设置在电缆外保护管1的上方，支撑杆4设置在抗弯挡板3的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层10设置在电缆外保护管1内部，电缆外保护管1与抗弯挡板3之间连接设置有铰链2，抗弯挡板3与支撑杆4连接设置有第一转轴5，电缆外保护管1与支撑杆4之间连接设置有第二转轴7；电缆外保护管1与导体芯层10之间设置有绝缘保护层9；电缆外保护管1下方等间距连接设置有链条11；链条11另一端连接设置有锚杆8。

其中，电缆外保护管1为四方管，其四面等间距设置铰链2、抗弯挡板3、支撑杆4、第一转轴5和第二转轴7。铰链2上的铰链面板202与电缆外保护管1之间通过第二螺丝203连接，与抗弯挡板3之间通过第一螺丝201连接。此种实施方式, 具有相当程度的抗压能力,适用海底底流较强地带。

抗弯挡板3与电缆外保护管1长度方向的夹角根据海底电缆的抗弯能力确定，在本实施例中，在自由状态下，抗弯挡板3与电缆外保护管1长度方向的夹角为15 º。

实施例3

如图1、3、4、5、6所示，本技术方案包括电缆外保护管1、抗弯挡板3、支撑杆4和导体芯层10；所述抗弯挡板3设置在电缆外保护管1的上方，支撑杆4设置在抗弯挡板3的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层10设置在电缆外保护管1内部，电缆外保护管1与抗弯挡板3之间连接设置有铰链2，抗弯挡板3与支撑杆4连接设置有第一转轴5，电缆外保护管1与支撑杆4之间连接设置有第二转轴7；电缆外保护管1与导体芯层10之间设置有绝缘保护层9；电缆外保护管1下方等间距连接设置有链条11；链条11另一端连接设置有锚杆8。

其中，电缆外保护管1四面等间距设置铰链2、抗弯挡板3、支撑杆4、第一转轴5和第二转轴7。铰链2上的铰链面板202与电缆外保护管1之间通过第二螺丝203连接，与抗弯挡板3之间通过第一螺丝201连接。

第一转轴5包括转轴面板501、第三螺丝502和第一螺栓503；转轴面板501与抗弯挡板3通过第三螺丝502连接；所述转轴面板501与支撑杆4通过第一螺栓503连接。第一转轴5使得抗弯挡板3和支撑杆4能够在一定的角度范围内转动，进一步增加了抗压性能。

实施例4

如图1、3、4、5、6、7、8、9所示，一种能自身抗弯的海底电缆，包括电缆外保护管1、抗弯挡板3、支撑杆4和导体芯层10；抗弯挡板3设置在电缆外保护管1的上方，支撑杆4设置在抗弯挡板3的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层10设置在电缆外保护管1内部，电缆外保护管1与抗弯挡板3之间连接设置有铰链2，抗弯挡板3与支撑杆4连接设置有第一转轴5，电缆外保护管1与支撑杆4之间连接设置有第二转轴7；所述电缆外保护管1与导体芯层10之间设置有绝缘保护层9；所述电缆外保护管1下方等间距连接设置有链条11；电缆外保护管1与链条11连接处设置有连接扣6，链条11另一端连接设置有锚杆8。

其中，电缆外保护管1四面等间距设置铰链2、抗弯挡板3、支撑杆4、第一转轴5和第二转轴7。铰链2上的铰链面板202与电缆外保护管1之间通过第二螺丝203连接，与抗弯挡板3之间通过第一螺丝201连接。

第一转轴5包括转轴面板501、第三螺丝502和第一螺栓503；转轴面板501与抗弯挡板3通过第三螺丝502连接；所述转轴面板501与支撑杆4通过第一螺栓503连接。电缆外保护管1上方按间距设置有对应数量的固定环701，固定环701与支撑杆4之间连接设置有第二螺栓702。

锚杆8包括锚杆体801、螺母802、金属垫板803、止浆塞804和锚头805；所述螺母802、金属垫板803和止浆塞804从上到下依次设置在锚杆体801上；所述锚头805设置在锚杆体801底部。

此种实施方式尤其适用于底质不好的基岩地带，当电缆无法被埋置在海底时，在电缆周围等距离设置锚杆8，用锚杆8将电缆牢牢固定在基岩上，能够防止其受底流、潮汐的作用而脱落。

实施例5

如图1、3、4、5、6、7所示，本技术方案包括电缆外保护管1、抗弯挡板3、支撑杆4和导体芯层10；抗弯挡板3设置在电缆外保护管1的上方，支撑杆4设置在抗弯挡板3的相对电缆外保护管的一侧，导体芯层10设置在电缆外保护管1内部，电缆外保护管1与抗弯挡板3之间连接设置有铰链2，抗弯挡板3与支撑杆4连接设置有第一转轴5，电缆外保护管1与支撑杆4之间连接设置有第二转轴7；电缆外保护管1与导体芯层10之间设置有绝缘保护层9；电缆外保护管1下方等间距连接设置有链条11；链条11另一端连接设置有锚杆8。

电缆外保护管1四面等间距设置铰链2、抗弯挡板3、支撑杆4、第一转轴5和第二转轴7。

铰链2上的铰链面板202与电缆外保护管1之间通过第二螺丝203连接，与抗弯挡板3之间通过第一螺丝201连接。

第一转轴5包括转轴面板501、第三螺丝502和第一螺栓503；转轴面板501与抗弯挡板3通过第三螺丝502连接；所述转轴面板501与支撑杆4通过第一螺栓503连接。

电缆外保护管1上方按间距设置有对应数量的固定环701，固定环701与支撑杆4之间连接设置有第二螺栓702。

电缆外保护管1由具有弹性的耐腐蚀绝缘材料制成；电缆外保护管1具有一定的弯曲能力，所述抗弯挡板3、支撑杆4、第一转轴5、第二转轴7、锚杆8和链条11均为不锈钢金属制造。

抗弯挡板和支撑杆构件的长度、角度以及铰链间的距离根据电缆本身的允许最小弯曲半径确定。

当海底电缆为有铠装或无铠装直径大于25mm的电缆时,抗弯挡板3的长度和支撑杆4的长度之和小于13/12倍的铰链2到第二转轴7的距离；抗弯挡板3与支撑杆4的夹角为110°，抗弯挡板3与电缆外保护管1的夹角为15°。

当海底电缆为无铠装或直径小于25mm的电缆时，应满足抗弯挡板3的长度和支撑杆4的长度之和小于9/8倍的铰链2到第二转轴7的距离；抗弯挡板3与支撑杆4的夹角为α，其中α的范围为108°，抗弯挡板3与电缆外保护管1的夹角为13°。

对于地壳板块运动、地震海啸和海底底流较强地带，如若直接把一般电缆埋置与海底中，地震发生时，会使地层断裂，电缆则会断裂处受集中荷载弯曲而断裂；底流较强地段，底流会冲刷搬运海底面淤泥导致电缆裸露，并在电缆迎流侧和顺流侧形成压力差，使海底电缆振动，发生弯曲受损害；对于上述复杂的工况，本实施方式通过各部件连接方式、部件材料等方面的配合，能够有效防止外界的作用力使海底电缆过度弯曲断裂，同时，对于地震、海啸等极端情形可以进一步增加抗压装置。

Claims (10)

1.一种能自身抗弯的海底电缆，包括电缆外保护管（1）,其特征在于：还包括抗弯挡板（3）、支撑杆（4）和导体芯层（10）；所述抗弯挡板（3）斜向设置在电缆外保护管（1）的外侧，支撑杆（4）设置在抗弯挡板（3）的相对电缆外保护管（1）的一侧，导体芯层（10）设置在电缆外保护管（1）内部，在电缆外保护管（1）与抗弯挡板（3）之间连接设置有铰链（2），抗弯挡板（3）与支撑杆（4）连接设置有第一转轴（5），电缆外保护管（1）与支撑杆（4）之间连接设置有第二转轴（7）；所述电缆外保护管（1）与导体芯层（10）之间设置有绝缘保护层（9）；所述电缆外保护管（1）下方等间距连接设置有链条（11）；所述链条（11）另一端连接设置有锚杆（8）。

2.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述电缆外保护管（1）呈方形，其四面等间距设置铰链（2）、抗弯挡板（3）、支撑杆（4）、第一转轴（5）和第二转轴（7）。

3.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述铰链（2）上的铰链面板（202）与电缆外保护管（1）之间通过第二螺丝（203）连接，与抗弯挡板（3）之间通过第一螺丝（201）连接。

4.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述第一转轴（5）包括转轴面板（501）、第三螺丝（502）和第一螺栓（503）；所述转轴面板（501）与抗弯挡板（3）通过第三螺丝（502）连接；所述转轴面板（501）与支撑杆（4）通过第一螺栓（503）连接。

5.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述电缆外保护管（1）上方按间距设置有对应数量的固定环（701），固定环（701）与支撑杆（4）之间连接设置有第二螺栓（702）。

6.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述锚杆（8）包括锚杆体（801）、螺母（802）、金属垫板（803）、止浆塞（804）和锚头（805）；所述螺母（802）、金属垫板（803）和止浆塞（804）从上到下依次设置在锚杆体（801）上；所述锚头（805）设置在锚杆体（801）底部。

7.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述电缆外保护管（1）与链条（11）连接处设置有连接扣（6）。

8.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：所述电缆外保护管（1）由具有弹性的耐腐蚀绝缘材料制成；所述抗弯挡板（3）、支撑杆（4）、第一转轴（5）、第二转轴（7）、锚杆（8）和链条（11）均为不锈钢金属制造。

9.根据权利要求1所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：在自由状态下，所述抗弯挡板（3）与电缆外保护管（1）长度方向的夹角为5º～45 º。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的一种能自身抗弯的海底电缆，其特征在于：

当海底电缆为有铠装或无铠装直径大于25mm的电缆时,抗弯挡板（3）的长度和支撑杆（4）的长度之和小于13/12倍的铰链（2）到第二转轴（7）的距离；抗弯挡板（3）与支撑杆（4）的夹角为α，其中α的范围为90°～136°，抗弯挡板（3）与电缆外保护管（1）的夹角为β，其中β的范围为10°～22°；

当海底电缆为无铠装或直径小于25mm的电缆时，应满足抗弯挡板（3）的长度和支撑杆（4）的长度之和小于9/8倍的铰链（2）到第二转轴（7）的距离；抗弯挡板（3）与支撑杆（4）的夹角为α，其中α的范围为90°～126°，抗弯挡板（3）与电缆外保护管（1）的夹角为β，其中β的范围为10°～27°。