CN110400659B - 一种充油海底电缆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充油海底电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体，至少包括以下步骤：①将盐与水溶胶均匀混合，经高压挤出烘干形成连续的高强度盐棍；②在步骤①的盐棍外涂覆隔水层并烘干；③挤包第一防腐蚀层，利用第一电缆机包机在盐棍外形成第一防腐蚀层并烘干；④在步骤③外缠绕钢丝网形成内铠装层；⑤挤包第一隔离层，利用第二电缆机包机在步骤④外形成第一隔离层并烘干；利用特殊的工艺形成相互隔离交错的错位充油层，形成储存绝缘油的舱室，从而实质上将绝缘油段式密封分隔，有效解决了充油海底电缆存在的最大不足之处，即绝缘油容易泄露并污染海水。

Description

一种充油海底电缆的制备方法
技术领域
本发明涉及电缆制造领域，尤其涉及一种充油海底电缆的制备方法。
背景技术
电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。充油电缆包括自容式充油电缆和钢管式充油电缆，是用补充浸渍剂的办法消除因负荷变化而在油纸绝缘层中形成气隙，以提高电缆工作场强的一类电力电缆，普遍应用于具有高外压强的海底电缆，能够有效的抵消海水压力，承压能力强，但充油电缆容易发生绝缘油泄露，特别在海底，绝缘油泄露不仅会大大污染环境，而且难以维修。
发明内容
本发明提出一种充油海底电缆的制备方法，利用特殊的工艺形成相互隔离交错的错位充油层，形成储存绝缘油的舱室，从而实质上将绝缘油段式密封分隔，有效解决了充油海底电缆存在的最大不足之处，即绝缘油容易泄露并污染海水。
本发明的技术方案如下：
一种充油海底电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体，至少包括以下步骤：
①将盐与水溶胶均匀混合，经高压挤出烘干形成连续的高强度盐棍；
②在步骤①的盐棍外涂覆隔水层并烘干；
③挤包第一防腐蚀层，利用第一电缆机包机在盐棍外形成第一防腐蚀层并烘干；
④在步骤③外缠绕钢丝网形成内铠装层；
⑤挤包第一隔离层，利用第二电缆机包机在步骤④外形成第一隔离层并烘干；
⑥挤包内第一错位充油层，利用改进的第三电缆挤包机在步骤⑤的电缆外形成间距设置的内第一错位充油层，其方法为在保障电缆运输运动的过程中，间隔一定时间挤包一定的时间从而获得在电缆表面间距分布的内第一错位充油层；在第三电缆挤包机出口设置速冻区，在绝缘油由第三电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑦挤包第二隔离层，利用第四电缆挤包机在步骤⑥的电缆外形成第二隔离层，冷风烘干，此时电缆外表面由于第一错位充油层的存在形成连续的凹凸结构；
⑧挤包内第二错位充油层，利用改进的第五电缆挤包机在步骤⑦的电缆外形成间距设置的内第二错位充油层，内第二错位充油层刚好填充步骤⑦中电缆外表面的凹部位使其重新平整，在第五电缆挤包机出口同样设置有速冻区，在绝缘油由第五电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑨挤包第三隔离层，利用第六电缆挤包机在步骤⑧的电缆外形成第三隔离层，冷风烘干，此时电缆外表面重新平整；
⑩设置内屏蔽层；
Figure GDA0002792275120000021
在步骤⑩外缠绕导体；
Figure GDA0002792275120000022
设置外屏蔽层；
Figure GDA0002792275120000023
在步骤
Figure GDA0002792275120000024
外依次挤包第四隔离层、外第一错位充油层、第五隔离层、外第二错位充油层、第六隔离层、外铠装层、第二防腐蚀层，其方法分别于步骤⑨、⑧、⑦、⑥、⑤、④以及③的方法相同。
其中，
在步骤④和步骤⑤之间还包括以下步骤：
在内铠装层外挤包有第七隔离层；
在第七隔离层外挤包有冻固的光敏树脂层；
在冻固的光敏树脂层外缠绕有玻纤。
其中，所述第一至第七隔离层的材料为交联聚乙烯。
其中，所述内屏蔽层和外屏蔽层均包含内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。
其中，所述第一防腐蚀层和第二防腐蚀层的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明利用特殊的工艺形成相互隔离交错的错位充油层，形成储存绝缘油的舱室，从而实质上将绝缘油段式密封分隔，有效解决了充油海底电缆存在的最大不足之处，即绝缘油容易泄露并污染海水。
2、本发明利用高密度盐棍形成支撑来实现电缆各功能层的绕包或挤包，而高密度盐棍在电缆铺设入海底后会缓慢溶解(参见图3)，从而形成有环状的电缆结构，使电缆的内外海水压力平衡，不仅能够大大提高电缆的抗压能力，减小海水压力对电缆的损害，而且能够扩大电缆与海水的接触面积，从而提高海水对电缆的冷却能力；同时，盐棍在电缆铺设过程中仍然能够从内部支撑电缆，减少电缆因下沉受到海水压力的影响。
3、本发明设置有光敏树脂层和玻纤，由于电缆在下沉过程中环境、压力变化较大，固态的结构难以适应，容易被破坏或挤压产生裂纹；由于温度的变化，不同材质收缩率不同，导体以及各层级之间容易产生空隙，光敏树脂层在玻纤导光固化之前能够柔性的缓冲电缆收到的压力，随电缆在外力作用下的形变而适应性变化，从而避免导体和各层级之间产生空隙，当电缆沉入海底后，位置不再变化，环境、压力稳定后，通过向玻纤通入紫外光，使光敏树脂逐渐凝固，从而形成了适应海底具体环境的固态层，可有效避免产生空隙和裂纹。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本方法制备的电缆的轴向剖视示意图；
图3为本方法制备的电缆铺设后盐棍溶解后的轴向剖视示意图；
图4为步骤①对应的电缆轴向剖视示意图；
图5为步骤③对应的电缆轴向剖视示意图；
图6为步骤④对应的电缆轴向剖视示意图；
图7为步骤⑤对应的电缆轴向剖视示意图；
图8为步骤⑥对应的电缆轴向剖视示意图；
图9为步骤⑦对应的电缆轴向剖视示意图；
图10为步骤⑧对应的电缆轴向剖视示意图；
图11为步骤⑨对应的电缆轴向剖视示意图；
图12为步骤⑩对应的电缆轴向剖视示意图；
图13为步骤
Figure GDA0002792275120000041
对应的电缆轴向剖视示意图；
图14为步骤
Figure GDA0002792275120000042
对应的电缆轴向剖视示意图。
图中附图标记表示为：
1-盐棍、2-第一防腐蚀层、3-内铠装层、4-第一隔离层、5-内第一错位充油层、6-第二隔离层、7-内第二错位充油层、8-第三隔离层、9-内屏蔽层、10-导体、11-外屏蔽层、12-第四隔离层、13-外第一错位充油层、14-第五隔离层、15-外第二错位充油层、16-第六隔离层、17外铠装层、18-第二防腐蚀层、19-第七隔离层、20-光敏树脂层、21-玻纤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1、图2、图3所示，一种充油海底电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体10，至少包括以下步骤：，
①参见图4，将盐与水溶胶均匀混合，经高压挤出烘干形成连续的高强度盐棍1；
②在步骤①的盐棍1外涂覆隔水层并烘干(图中未示出)；
③参见图5，挤包第一防腐蚀层2，利用第一电缆机包机在盐棍1外形成第一绝缘层并烘干；
④参见图6，在步骤③外缠绕钢丝网形成内铠装层3；
在内铠装层3外挤包有第七隔离层19；
在第七隔离层19外挤包有冻固的光敏树脂层20；
在冻固的光敏树脂层20外缠绕有玻纤21；
⑤参见图7，挤包第一隔离层4，利用第二电缆机包机在步骤④外形成第一隔离层4并烘干；
⑥参见图8，挤包内第一错位充油层5，利用改进的第三电缆挤包机在步骤⑤的电缆外形成间距设置的内第一错位充油层5，其方法为在保障电缆运输运动的过程中，间隔一定时间挤包一定的时间从而获得在电缆表面间距分布的内第一错位充油层5；在第三电缆挤包机出口设置速冻区，在绝缘油由第三电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑦参见图9，挤包第二隔离层6，利用第四电缆挤包机在步骤⑥的电缆外形成第二隔离层6，冷风烘干，此时电缆外表面由于第一错位充油层5的存在形成连续的凹凸结构；
⑧参见图10，挤包内第二错位充油层7，利用改进的第五电缆挤包机在步骤⑦的电缆外形成间距设置的内第二错位充油层7，内第二错位充油层7刚好填充步骤⑦中电缆外表面的凹部位使其重新平整，在第五电缆挤包机出口同样设置有速冻区，在绝缘油由第五电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑨参见图11，挤包第三隔离层8，利用第六电缆挤包机在步骤⑧的电缆外形成第三隔离层8，冷风烘干，此时电缆外表面重新平整；
⑩参见图12，设置内屏蔽层9；
Figure GDA0002792275120000061
参见图13，在步骤⑩外缠绕导体10；
Figure GDA0002792275120000062
参见图14，设置外屏蔽层11；
Figure GDA0002792275120000063
参见图2，在步骤
Figure GDA0002792275120000064
外依次挤包第四隔离层12、外第一错位充油层13、第五隔离层14、外第二错位充油层15、第六隔离层16、外铠装层17、第二防腐蚀层18，其方法分别于步骤⑨、⑧、⑦、⑥、⑤、④以及③的方法相同。
进一步的，所述第一至第七隔离层的材料为交联聚乙烯。
进一步的，所述内屏蔽层9和外屏蔽层11均包含内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。
进一步的，所述第一防腐蚀层2和第二防腐蚀层18的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种充油海底电缆的制备方法，包括由单丝拉制、单丝退火、缴制而成的单根导体，其特征在于，至少包括以下步骤：
①将盐与水溶胶均匀混合，经高压挤出烘干形成连续的高强度盐棍；
②在步骤①的盐棍外涂覆隔水层并烘干；
③挤包第一防腐蚀层，利用第一电缆机包机在盐棍外形成第一防腐蚀层并烘干；
④在步骤③外缠绕钢丝网形成内铠装层；
⑤挤包第一隔离层，利用第二电缆机包机在步骤④外形成第一隔离层并烘干；
⑥挤包内第一错位充油层，利用改进的第三电缆挤包机在步骤⑤的电缆外形成间距设置的内第一错位充油层，其方法为在保障电缆运输运动的过程中，间隔一定时间挤包一定的时间从而获得在电缆表面间距分布的内第一错位充油层；在第三电缆挤包机出口设置速冻区，在绝缘油由第三电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑦挤包第二隔离层，利用第四电缆挤包机在步骤⑥的电缆外形成第二隔离层，冷风烘干，此时电缆外表面由于第一错位充油层的存在形成连续的凹凸结构；
⑧挤包内第二错位充油层，利用改进的第五电缆挤包机在步骤⑦的电缆外形成间距设置的内第二错位充油层，内第二错位充油层刚好填充步骤⑦中电缆外表面的凹部位使其重新平整，在第五电缆挤包机出口同样设置有速冻区，在绝缘油由第五电缆挤包机出口挤出并包覆电缆的同时确保其凝固；
⑨挤包第三隔离层，利用第六电缆挤包机在步骤⑧的电缆外形成第三隔离层，冷风烘干，此时电缆外表面重新平整；
⑩设置内屏蔽层；
⑪在步骤⑩外缠绕导体；
⑫设置外屏蔽层；
⑬在步骤⑫外依次挤包第四隔离层、外第一错位充油层、第五隔离层、外第二错位充油层、第六隔离层、外铠装层、第二防腐蚀层，其方法分别于步骤⑨、⑧、⑦、⑥、⑤、④以及③的方法相同。
2.如权利要求1所述的一种充油海底电缆的制备方法，其特征在于：
在步骤④和步骤⑤之间还包括以下步骤：
在内铠装层外挤包有第七隔离层；
在第七隔离层外挤包有冻固的光敏树脂层；
在冻固的光敏树脂层外缠绕有玻纤。
3.如权利要求2所述的一种充油海底电缆的制备方法，其特征在于：
所述第一至第七隔离层的材料为交联聚乙烯。
4.如权利要求1所述的一种充油海底电缆的制备方法，其特征在于：所述内屏蔽层和外屏蔽层均包含内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层。
5.如权利要求1所述的一种充油海底电缆的制备方法，其特征在于：所述第一防腐蚀层和第二防腐蚀层的材质为高分子陶瓷聚合物或纤维增强树脂基复合材料。
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