CN111627601A - 一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，包括电缆保护层、芯线、浮力囊、破损检测机构以及主控台，破损检测机构包括第一金属触头、第二金属触头、电磁铁以及金属杆，将浮力囊设置在电缆保护层外表面后，在浮力囊的浮力作用下，电缆可以在海水中漂浮，防止沉入海底被海底砂石摩擦损坏，当其中某一个浮力囊发生破损时，海水进入到浮力囊中，使第一金属触头和第二金属触头建立电连接关系，电磁铁获得芯线传输的电能后带有磁性，并吸引金属杆移动，金属杆移动过程中使触发按钮被触发，触发按钮发送电信号给主控台，从而主控台可以根据接收的电信号定位破损的浮力囊位置，方便工作人员进行维修和维护。

Description

一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，特别涉及一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆。

背景技术

海底电力电缆在海上电力能源输送中发挥越来越重要的作用，已广泛应用于岛屿供电、独立电网连接、近海风电场电力输出、海上石油平台供电、跨越江河海峡输电等方面，海缆铺设完成之后，置于海底表面长期与海底沙石接触，受海流的作用，长期与海底砂石摩擦，可能造成海缆恺装和护套大面积、长距离被腐蚀和磨损，出现破裂或穿孔，相比较陆上电缆，海底电力电缆路由往往长达数十公里甚至更长，一旦损伤需要通过多种手段才能找到故障点在水下的具体位置并实施打捞修理，维修周期很长，轻则影响供电区域的用户需要，严重的需要封闭航道，造成更大范围的经济损失和社会影响。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，可以实现电缆在海中的漂浮，防止电缆外层被海底砂石摩擦损坏，同时还可以定位破损的浮力囊位置，方便进行维修。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，包括电缆保护层、芯线、浮力囊、破损检测机构以及设置在发电装置一侧的主控台，所述电缆保护层包覆在芯线外部，所述浮力囊设置在电缆保护层外表面，所述破损检测机构设置在电缆保护层上，并与主控台电连接；所述破损检测机构包括第一金属触头、第二金属触头、电磁铁以及金属杆，所述第一金属触头、第二金属触头设置在浮力囊所处的电缆保护层外表面上，所述第一金属触头与芯线电连接，所述第二金属触头与电磁铁以及芯线依次电连接，所述电磁铁设置在电缆保护层内壁上，所述金属杆滑动设置在电缆保护层内壁上，并位于电磁铁一侧，位于所述金属杆和电磁铁之间的电缆保护层内壁上设置有触发按钮，所述触发按钮通过信号连接线与主控台电连接。

优选的，所述电缆保护层内表面设置有T型滑槽，所述金属杆上设置有T型滑块，所述T型滑块位于T型滑槽中，所述触发按钮设置在T型滑槽中。

优选的，还包括常闭按钮，所述常闭按钮串联连接在第二金属触头和电磁铁中间，所述常闭按钮设置在T型滑槽中，所述触发按钮距电磁铁的距离大于常闭按钮距电磁铁的距离。

优选的，所述电缆保护层为椭圆状，所述电缆保护层的长轴沿海流方向，短轴沿重力方向。

优选的，所述主控台上设置有显示屏。

优选的，还包括浮漂组件，所述浮漂组件设置在电缆保护层外表面。

优选的，所述浮漂组件包括浮标、熔断丝、电池组、防水盒以及连接绳，所述防水盒设置在电缆保护层外表面，所述电池组设置在防水盒内部，所述连接绳一端与浮标连接，另一端固定在电缆保护层外表面，所述连接绳靠近浮标的一端设置有固定绳，所述固定绳伸入到防水盒内与熔断丝连接，所述电池组分别与熔断丝以及第一金属触头电连接，所述第二金属触头与熔断丝电连接；所述连接绳的长度大于电缆的下潜深度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，通过在电缆保护层外表面设置浮力囊，可以使得电缆进入到海中后在浮力囊的浮力作用下漂浮在海中，而不会沉入到海底，防止电缆保护层被海底砂纸摩擦损坏，延长电缆使用寿命，同时还具备浮力囊的破损检测功能，当其中一个浮力囊受到鱼类等的冲击发生破损时，海水会进入到浮力囊内部，以海水作为导电介质使第一金属触头和第二金属触头建立电连接关系，从而芯线上传输的电能可以输送给电磁铁，使电磁铁通电带磁后吸引金属杆滑动，金属杆滑动时使触发按钮被触发，触发按钮发送电信号给主控台，主控台可以根据接收的电信号来定位破损的浮力囊位置，从而可以方便的进行维修和维护，防止浮力囊破损导致电缆某段下沉到海底。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种适合破浪能发电装置的零重力海底电缆的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种适合破浪能发电装置的零重力海底电缆的第一实施例的破损检测机构的结构示意图；

图3为本发明的一种适合破浪能发电装置的零重力海底电缆的第一实施例的破损检测电路原理图；

图4为本发明的一种适合破浪能发电装置的零重力海底电缆的第二实施例的结构示意图；

图5为本发明的一种适合破浪能发电装置的零重力海底电缆的第二实施例的浮标释放电路原理图；

图中，1为电缆保护层，2为芯线，3为浮力囊，4为主控台，5为第一金属触头，6为第二金属触头，7为电磁铁，8为金属杆，9为触发按钮，10为T型滑槽，11为T型滑块，12为常闭按钮，13为显示屏，14为浮标，15为熔断丝，16为电池组，17为防水盒，18为连接绳，19为固定绳，20为信号连接线。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图3，本发明提供的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，包括电缆保护层1、芯线2、浮力囊3、破损检测机构以及设置在发电装置一侧的主控台4，所述电缆保护层1包覆在芯线2外部，所述浮力囊3设置在电缆保护层1外表面，所述破损检测机构设置在电缆保护层1上，并与主控台4电连接；所述破损检测机构包括第一金属触头5、第二金属触头6、电磁铁7以及金属杆8，所述第一金属触头5、第二金属触头6设置在浮力囊3所处的电缆保护层1外表面上，所述第一金属触头5与芯线2电连接，所述第二金属触头6与电磁铁7以及芯线2依次电连接，所述电磁铁7设置在电缆保护层1内壁上，所述金属杆8滑动设置在电缆保护层1内壁上，并位于电磁铁7一侧，位于所述金属杆8和电磁铁7之间的电缆保护层1内壁上设置有触发按钮9，所述触发按钮9通过信号连接线20与主控台4电连接。

本实施例的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，在电缆保护层1的外表面上设置了多个浮力囊3，在浮力囊3的作用下，电缆沉入海底后，可以在海中漂浮而不会沉入到海底中，可以防止海水流动时海底砂石摩擦电缆保护层1，防止电缆保护层1被刮损，从而延长电缆的使用寿命，本实施例在电缆保护层1上每间隔一段距离就设置了浮力囊3，浮力囊3设置成类似机翼的形状，从而可以防止海水流动对于电缆以及浮力囊3的影响，同一位置处的浮力囊3个数可以根据电缆下潜深度来决定，电缆入水后，其重力应等于所有的浮力囊3浮力之和，才可以保证电缆入水后在水中处于平衡状态而漂浮在水中，同时本实施例还增加了浮力囊3的破损检测，当其中一个浮力囊3发生破损时，主控台4可以接收到破损信息，并精确的定位是哪一个浮力囊3发生破损，从而可以方便工作人员进行维修维护。

在正常使用状态下，浮力囊3内部充满气体，位于浮力囊3处的电缆保护层1外表面上的第一金属触头5和第二金属触头6无电连接关系，第一金属触头5、电磁铁7、芯线2以及第二金属触头6组成的电路回路在第一金属触头5和第二金属触头6处断开，芯线2输送发电装置产生的电能，同时也可以作为电磁铁7的供电院，正常状态下芯线2传输的电能无法传输给电磁铁7，电磁铁7此时不带有磁性，而位于电磁铁7一侧的金属杆8也处于初始远离状态，当浮力囊3发生破损时，海水会进入到浮力囊3内部，并与第一金属触头5和第二金属触头6接触，以海水作为导电介质下，第一金属触头5和第二金属触头6建立电连接关系，从而芯线2上传输的电能可以输送给电磁铁7，使电磁铁7通电带磁，电磁铁7会吸引位于其一侧的金属杆8向电磁铁7方向移动，金属杆8在滑动的过程中使电缆保护层1内壁上设置的触发按钮9被触发，触发按钮9产生电信号并通过信号连接线20传输给主控台4，主控台4根据接收到的电信号定位出破损的浮力囊3，从而工作人员可以快速的对破损的浮力囊3进行维修卫维护，防止某处浮力囊3破损后导致电缆下沉。

优选的，所述电缆保护层1内表面设置有T型滑槽10，所述金属杆8上设置有T型滑块11，所述T型滑块11位于T型滑槽10中，所述触发按钮9设置在T型滑槽10中。

当电磁铁7通电带磁吸引金属杆8滑动时，金属杆8上设置的T型滑块11可以沿着电缆保护层1内壁的T型滑槽10进行滑动，而触发按钮9设置在T型滑槽10中，且位于金属杆8和电磁铁7之间，当金属杆8向电磁铁7方向滑动时，T型滑块11会使触发按钮9被触发，从而触发按钮9可以发送电信号给发电装置一侧的主控台4。

优选的，还包括常闭按钮12，所述常闭按钮12串联连接在第二金属触头6和电磁铁7中间，所述常闭按钮12设置在T型滑槽10中，所述触发按钮9距电磁铁7的距离大于常闭按钮12距电磁铁7的距离。

具体的，在T型滑槽10中还设置了常闭按钮12，常闭按钮12靠近电磁铁7设置，当金属杆8受到电磁铁7的磁力吸引移动时，金属杆8依次使触发按钮9和常闭按钮12触发，触发按钮9发动电信号给主控台4后，常闭按钮12被触发并变成打开状态，从而切断第二金属触头6和电磁铁7之间的电路，使得电路回路被切断，此时芯线2上的电能无法传输给电磁铁7，从而可以防止电能的流失。

优选的，所述电缆保护层1为椭圆状，所述电缆保护层1的长轴沿海流方向，短轴沿重力方向。

椭圆状的结构设计，可以使得海水流动时顺利通过电缆，而不作用在电缆上，减少海水流动对电缆的移位。

优选的，所述主控台4上设置有显示屏13。

主控台4可以将浮力囊3的破损信息显示在显示屏13行，供工作人员了解破损的浮力囊3的位置信息。

参照图4、图5所示，还包括浮漂组件，所述浮漂组件设置在电缆保护层1外表面，所述浮漂组件包括浮标14、熔断丝15、电池组16、防水盒17以及连接绳18，所述防水盒17设置在电缆保护层1外表面，所述电池组16设置在防水盒17内部，所述连接绳18一端与浮标14连接，另一端固定在电缆保护层1外表面，所述连接绳18靠近浮标14的一端设置有固定绳19，所述固定绳19伸入到防水盒17内与熔断丝15连接，所述电池组16分别与熔断丝15以及第一金属触头5电连接，所述第二金属触头6与熔断丝15电连接；所述连接绳18的长度大于电缆的下潜深度。

本实施例还增加了浮力囊3破损后的海上定位功能，正常状态下，浮标14通过连接绳18与电缆保护层1外表面连接，通过固定绳19将连接绳18的端部进行固定，使得浮标14位于电缆保护层1附近，当电缆入水后，浮标14跟随电缆一起进入到海中，固定绳19的另一端伸入到防水盒17中与熔断丝15连接，而熔断丝15与电池组16以及第一金属触头5、第二金属触头6组成电路回路，当浮力囊3正常使用时，第一金属触头5和第二金属触头6无直接电连接关系，当浮力囊3破损后，第一金属触头5和第二金属触头6以海水作为导电介质建立电连接关系，从而电池组16的电能可以输送给熔断丝15，熔断丝15将电能转换成热能后熔断，使得固定绳19失去牵引，浮标14在浮力作用下向上移动并浮出水面，从而工作人员在寻找破损浮力囊3时，首先根据主控台4上的显示屏13定位浮力囊3信息后移动到指定位置，并通过海面上的浮标14的位置来确定破损的浮力囊3的位置，即使电缆在海水的冲击下发生位移，也可以快速寻找到破损的浮力囊3的位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，包括电缆保护层、芯线、浮力囊、破损检测机构以及设置在发电装置一侧的主控台，所述电缆保护层包覆在芯线外部，所述浮力囊设置在电缆保护层外表面，所述破损检测机构设置在电缆保护层上，并与主控台电连接；所述破损检测机构包括第一金属触头、第二金属触头、电磁铁以及金属杆，所述第一金属触头、第二金属触头设置在浮力囊所处的电缆保护层外表面上，所述第一金属触头与芯线电连接，所述第二金属触头与电磁铁以及芯线依次电连接，所述电磁铁设置在电缆保护层内壁上，所述金属杆滑动设置在电缆保护层内壁上，并位于电磁铁一侧，位于所述金属杆和电磁铁之间的电缆保护层内壁上设置有触发按钮，所述触发按钮通过信号连接线与主控台电连接。

2.根据权利要求1所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，所述电缆保护层内表面设置有T型滑槽，所述金属杆上设置有T型滑块，所述T型滑块位于T型滑槽中，所述触发按钮设置在T型滑槽中。

3.根据权利要求2所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，还包括常闭按钮，所述常闭按钮串联连接在第二金属触头和电磁铁中间，所述常闭按钮设置在T型滑槽中，所述触发按钮距电磁铁的距离大于常闭按钮距电磁铁的距离。

4.根据权利要求1所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，所述电缆保护层为椭圆状，所述电缆保护层的长轴沿海流方向，短轴沿重力方向。

5.根据权利要求1所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，所述主控台上设置有显示屏。

6.根据权利要求1所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，还包括浮漂组件，所述浮漂组件设置在电缆保护层外表面。

7.根据权利要求6所述的一种适合波浪能发电装置的零重力海底电缆，其特征在于，所述浮漂组件包括浮标、熔断丝、电池组、防水盒以及连接绳，所述防水盒设置在电缆保护层外表面，所述电池组设置在防水盒内部，所述连接绳一端与浮标连接，另一端固定在电缆保护层外表面，所述连接绳靠近浮标的一端设置有固定绳，所述固定绳伸入到防水盒内与熔断丝连接，所述电池组分别与熔断丝以及第一金属触头电连接，所述第二金属触头与熔断丝电连接；所述连接绳的长度大于电缆的下潜深度。

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