CN108597660A - 水上悬浮电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水上悬浮电缆，由外至内依次包括双层外护套层、内垫层、金属屏蔽层、阻水带绕包层、防潮层、非吸湿性绝缘层和导体线组，其中非吸湿性绝缘层内除多个线组外的其余间隙填充有阻水油膏；所述双层外护套层由内之外依次包括一体成型的内护套层和外护套空心管层，所述外护套空心管层内充有干燥气体。本发明的水上悬浮电缆，具有优越的横向阻水和纵向阻水功能，且电缆具有重量轻、浮力强、施工维护方便、屏蔽效果好、机械强度高、弯曲性能好等特点。

Description

水上悬浮电缆

技术领域

本发明涉及通信电缆领域，特别涉及一种水上悬浮电缆。

背景技术

随着水上作业的发展，为降低成本和提高效率，结合人们对安全、环保的 重视，悬浮电缆已成为必然的发展趋势。

对于这种在湖泊、海洋等恶劣环境下使用的电缆，要求往往十分苛刻。一 般的普通电缆存在以下缺点，一方面，由于是在水上作业，为保证电缆的绝缘 性能及屏蔽性能，往往会采用增加屏蔽层厚度、绝缘层层数、护套厚度等手段 来提高电缆的综合性能，这样电缆将变的非常沉重；另一方面，大多数工程设 备用的电缆都不能漂浮在水中，且电缆没有合理的阻水设计，这样一来，当工 程设备往前移动过程中，电缆会不断的向水下坠落，从而增加移动工程设备的 负担，而且很容易造成电缆两端的脱落进水；再则，电缆被水淹没还使得其可 见度大大降低，在拖动时很容易被水里的生物或岩石等损坏，而且还无法及时的观察到损坏情况。因此，性能优异的水上悬浮电缆已成为大势所需。

电线电缆主要以金属导体作为导电体，各种塑料或橡胶作为绝缘及护层， 如果要实现电缆的漂浮，必须降低电缆的自重，增加电缆的体积以增加排水量。 上述目标可以通过在电缆结构设计时使用密度较轻的金属材料，采用中空的结 构，使用发泡材料等技术得以实现。但是在降低自重的同时，保证电缆的机械 强度、弯曲性能、屏蔽性能和阻水性能仍是目前存在的较大难题。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题的至少一个，本发明提供一种水上悬浮电 缆，该水上悬浮电缆具有超强浮力、重量轻、机械强度高、弯曲性能好、屏蔽 性能及阻水性能强等特点。

一种水上悬浮电缆，由外至内依次包括双层外护套层、内垫层、金属屏蔽 层、阻水带绕包层、防潮层、非吸湿性绝缘层和导体线组，其中非吸湿性绝缘 层内除多个线组外的其余间隙填充有阻水油膏；

双层外护套层由内之外依次包括一体成型的内护套层和外护套空心管层， 外护套空心管层内充有干燥气体。

其中，导体线由多根绝缘单线绞合而成，绝缘单线由内至外依次包括铜导 体、内绝缘层、铜线编织屏蔽层和外绝缘层。

其中，双层外护套层为由碳化硅纤维和丁腈橡胶组成的丁晴复合材料、聚 乙烯和聚四氟乙烯中的一种，内垫层为发泡热塑性弹性材料。

其中，阻水油膏在非吸湿性绝缘层的充满度大于90％。

其中，阻水带绕包层中，绕包阻水带的重叠率大于等于绕包阻水带带宽的 15％。

其中，铜线编织屏蔽层由铜丝或镀锡铜丝编织而成。

其中，内绝缘层为皮-泡-皮三层共挤物理发泡材料。

其中，外绝缘层的材料为高密度聚乙烯。

其中，铜导体为多根软铜的绞合体。

其中，导体线组为对线组或者四线组。

本发明中，双层外护套的第一层护套包覆在内垫层外，可有效保护缆芯免 受损伤，提高电缆的防水防潮性能。第二层护套为空心管，在空心管内充入一 定气压的干燥气体，使电缆本身具有超强的浮力，电缆安全可靠性高。

导体采用多根细铜线绞合而成的束绞铜丝，导体柔软，电缆在经过反复的 弯曲后不易出现断裂，施工方便。采用铜线编织屏蔽层对绝缘单线进行单独屏 蔽，解决了现有技术中只能对线组屏蔽而造成的线组中线对与线对、单线与单 线之间的串音干扰问题，且采用铜线编织屏蔽作为绝缘单线的屏蔽层，电缆轻 便柔软，屏蔽性能强，抗拉强度高。绝缘单线的内绝缘层采用三层共挤的皮- 泡-皮物理发泡结构，可提高电缆绝缘电阻，降低电缆的传输衰耗，减小电缆的 工作电容，从而大大提高电缆的安全可靠性。选用高密度聚乙烯作为绝缘单线 外绝缘层，使电缆具有优异的耐老化性能和机械强度。

由于电缆绝缘层、内垫层均采用发泡工艺制成，从而电缆具有重量轻、浮 力强、施工维护方便等特点。

电缆缆芯内设置有阻水油膏填充层，缆芯外设置有防潮层、阻水带绕包层 和金属屏蔽层，使电缆具有优越的横纵向阻水、防水功能，屏蔽效果好、机械 强度高、弯曲性能好。

本发明的水上悬浮电缆，具有优越的横向阻水和纵向阻水功能，且电缆具 有重量轻、浮力强、施工维护方便、屏蔽效果好、机械强度高、弯曲性能好等 特点。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领 域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并 不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的 部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的水上悬浮电缆的截面图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示 了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不 应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻 地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1所示一种水上悬浮电缆X，它包括缆芯1，所述缆芯1内设置有数个 对线组或四线组和阻水油膏填充层2，所述对线组由两根不同颜色的绝缘单线3 绞合而成，所述四线组由四根不同颜色的绝缘单线3绞合而成。所述绝缘单线 3由铜导体4、包覆在铜导体4外周的内绝缘层5、包覆在内绝缘层5外的铜线 编织屏蔽层6和包覆在铜线编织屏蔽层6外周的外绝缘层7组成。所述缆芯1 外设置有非吸湿性绝缘层8、防潮层9、阻水带绕包层10、金属屏蔽层11、内 垫层12和双层外护套13。

上述的外护套13是采用由碳化硅纤维和丁腈橡胶组合而成的特种丁晴复 合材料通过采用双护套挤塑模具挤制而成，双层外护套13的第一层护套包覆在 内垫层12外，可有效保护缆芯1免受损伤，提高电缆的防水防潮性能。第二层 护套为空心管，在空心管内充入一定气压的干燥气体，使电缆本身具有超强的 浮力，电缆安全可靠性高。当然，外护套还可以采用聚乙烯、聚四氟乙烯等材 料进行挤制。通常情况下，双层外护套13的第二层护套空心管越大，电缆的水 上浮力越强，具体可根据实际使用环境进行调整。

上述的防潮层9是通过采用挤塑工艺在缆芯1非吸湿性绝缘层8外挤包的 一层护套层，因此，防潮层9能对缆芯1进行全方位的保护，有效避免水的迁 移及渗透。

其中，所述的金属屏蔽层10是采用铜带焊接轧纹工艺制作而成，采用铜带 焊接轧纹，由此得到的屏蔽层屏蔽效果好、机械强度高、弯曲性能好，能有效 改善电缆在反复弯曲、敷设安装过程中韧性不足，屏蔽层易断裂的问题。当然， 金属屏蔽层10的生产还可以采用铜带、铝带或合金等材料纵包、绕包或焊接而 成。

其中，所述的绝缘单线3由铜导体4、包覆在铜导体4外周的内绝缘层5、 包覆在内绝缘层5外的铜线编织屏蔽层6和包覆在铜线编织屏蔽层6外周的外 绝缘层7组成。通常情况下，所述铜导体4为采用绞合结构的软铜导体4，内 绝缘层5为皮-泡-皮三层共挤物理发泡结构，铜线编织屏蔽层6为铜丝或镀锡 铜丝编织而成，外绝缘层7为高密度聚乙烯绝缘，可有效改善电缆在经过反复 的弯曲后出现的导体断裂等问题，施工方便。采用铜线编织屏蔽层6对绝缘单 线3进行单独屏蔽，解决了现有技术中只能对线组屏蔽而造成的线组中线对与 线对、单线与单线之间的串音干扰问题，且采用铜线编织屏蔽层6作为绝缘单 线的屏蔽层，电缆轻便柔软，屏蔽性能强，抗拉强度高。绝缘单线3的内绝缘 层5采用三层共挤的皮-泡-皮物理发泡结构，可提高电缆绝缘电阻，降低电缆 的传输衰耗，减小电缆的工作电容，从而大大提高电缆的安全可靠性。选用高 密度聚乙烯作为绝缘单线3外绝缘层7，使电缆具有优异的耐老化性能和机械 强度。

其中，所述内垫层12由发泡热塑性弹性材料制作而成，从而电缆具有重量 轻、浮力强、施工维护方便等特点。

制作本电缆X时：首先根据需求将生产好的2根或4根不同颜色的绝缘单 线3进行绞合制成对线组或四线组，再根据需求将生产好的数个线组一并穿入 高速成缆机进行绞合和填充油膏一次性完成后制成缆芯1，然后在缆芯1外依 次包覆非吸湿性绝缘层8、防潮层9、阻水带绕包层10、金属屏蔽层11、内垫 层12和外护套13。

为增强电缆横纵向阻水性能，生产过程中，缆芯内油膏充满度必须大于 90％，绕包阻水带的重叠率不小于带宽的15％。

将制得的上述电缆进行性能测试，该性能测试主要包括抗折弯测试试验、 耐压与电性能测试试验、阻水性能测试试验。具体试验方法和结果如下：

一、抗折弯测试试验

取长度为365cm的水上悬浮电缆试样，将其中心部位置于可起降的电缆盘 圆轴的顶点，电缆盘圆轴直径为51cm，垂直升起电缆盘直至电缆两端与水平面 垂直，并完全离开地面。在电缆的两端分别挂重量为36kg的砝码，在30s内从 电缆盘圆轴正下方切线处测量电缆之间的水平距离。测试结果(夏季：25±2℃， 冬季5±2℃)见表1。

二、耐压与电性能测试试验

将长度为20m的成品电缆试样，浸入温度为25℃的水中8h，试验电压为 交流10.5kv，施加时间分别为5min，10min，15min，试验结果见表1。

再取一根长5m的成品电缆试样，剥去填充油膏以填充油膏以外的护套层， 剩余无损伤的绝缘芯，浸入温度为25℃的水中8h，试验电压为交流10kv，施 加时间为5min，10min，15min，试验结果见表1。

三、阻水性能测试试验

1、实验器材

具体包括：

a、套管(适当尺寸，能密封在电缆护套上，其上有能安装1m高水头的一 个孔)。b、水溶性荧光染料。

2、试验步骤

取长约3m的成品电缆试样，在接口端剥去25㎜长的防潮层以外的外被层。 电缆应水平放置，将上述套管跨装在防潮层暴露部分，套管与防潮层的连接应 密封。在套管上施加1m高水头，水内应含有足够数量的水溶性荧光染料，以 更方便的检测漏泄，试验应在20±5℃温度下持续24h。

四、各项试验检测结果

表1特殊性能试验结果

试验项目	试验结果
		夏季弯曲试验/cm	45
冬季弯曲试验/cm	52
		电缆的耐压(10.5kv,5min,10min,15min)	无击穿
绝缘芯的耐压(10kv,5min,10min,15min)	无击穿
		阻水性能	无渗水

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，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水上悬浮电缆，其特征在于，所述水上悬浮电缆由外至内依次包括双层外护套层(13)、内垫层(12)、金属屏蔽层(11)、阻水带绕包层(10)、防潮层(9)、非吸湿性绝缘层(8)和导体线组，其中非吸湿性绝缘层(8)内除导体线组外的其余间隙填充有阻水油膏；

所述双层外护套层(13)由内至外依次包括一体成型的内护套层和外护套空心管层，所述外护套空心管层内充有干燥气体。

2.如权利要求1所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述导体线由多根绝缘单线(3)绞合而成，所述绝缘单线(3)由内至外依次包括铜导体(4)、内绝缘层(5)、铜线编织屏蔽层(6)和外绝缘层(7)。

3.如权利要求2所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述双层外护套层(13)为由碳化硅纤维和丁腈橡胶组成的丁腈复合材料聚乙烯和聚四氟乙烯中的一种，所述内垫层(12)为发泡热塑性弹性材料。

4.如权利要求1所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述阻水油膏在非吸湿性绝缘层的充满度大于90％。

5.如权利要求1～4任一所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述阻水带绕包层(10)中，绕包阻水带的重叠率大于等于绕包阻水带带宽的15％。

6.如权利要求2所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述铜线编织屏蔽层(6)由铜丝或镀锡铜丝编织而成。

7.如权利要求2所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述内绝缘层(5)为皮-泡-皮三层共挤物理发泡材料。

8.如权利要求2所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述外绝缘层(7)的材料为高密度聚乙烯。

9.如权利要求2所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述铜导体(4)为多根软铜的绞合体。

10.如权利要求1所述的水上悬浮电缆，其特征在于，

所述导体线组为对线组或者四线组。