CN113675633B - 一种深海电缆接地电极设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及海底光缆设备技术领域，提供一种深海电缆接地电极设备，包括：海缆锁紧装置、保护壳体、接地电极和保护盖板；所述海缆锁紧装置设置在所述保护壳体内部，用于抱紧海缆；所述保护盖板设置在所述保护壳体的外部，并与所述保护壳体之间形成电极容腔，所述接地电极设置在所述电极容腔内，并一端连接海缆的接地极，一端连接所述保护壳体。在实际应用过程中，本申请提供的一种深海电缆接地电极设备作为远端支路的海缆地回路接地电极使用，从海缆中引出需要接地线路，通过接地电极延伸至所述电极容腔，并与所述保护壳体连接，所述电极容腔通过所述保护盖板密封保护，所述保护壳体与海水接触，作为牺牲电极，从而形成可靠的电流回流路径。

Description

一种深海电缆接地电极设备

技术领域

本申请涉及海底光缆设备技术领域，尤其涉及一种深海电缆接地电极设备。

背景技术

海底光缆系统作为跨洋通信设备，较建设初期已经有了巨大的发展，跨洋通信的业务基本都由海底光缆承担。随着技术的日新月异，除了跨洋通信外，其他海洋平台设备、海底检测设备和远离大陆的海岛建设，也使得海底光通信业务发展的领域越来越大，大洋海底等多平台的通信都有赖于海底光通信技术。

海底光缆系统的远端（海洋中）需要设置接地装置，以满足海底光缆系统电流回路需求，目前主要的接地装置有两种，一种结构为简单的将电极连接在海缆端部，通过一个外壳包住一个电极段子，直接作为海缆一部分，连接在海缆端部，技术性能不够完善，可靠性不高，在海水中使用，电化学腐蚀速率不稳定，不能满足海底光缆系统25年使用性要求，另一种结构相对复杂，例如专利申请号为：201911221353.3，名称为：《一种高硅铸铁电极及端站海洋地》的专利，该专利提供的结构为大圆盘式结构，结构较为复杂，只能放置在近岸处使用，施工安装不便，且无法满足深海使用需求。

发明内容

本申请提供了一种深海电缆接地电极设备，以满足海底光缆系统电流回路需求，实现电流的闭合回路，同时满足深海环境的设备的工安装要求，简化结构设计，并满足海水的电化学腐蚀要求。

本申请提供了一种深海电缆接地电极设备，包括：海缆锁紧装置、保护壳体、接地电极和保护盖板；所述海缆锁紧装置设置在所述保护壳体内部，用于抱紧海缆；

所述保护盖板设置在所述保护壳体的外部，并与所述保护壳体之间形成电极容腔，所述接地电极设置在所述电极容腔内，且一端连接海缆的接地极，另一端连接所述保护壳体。

这样，通过海缆锁紧装置抱紧海缆，海缆锁紧装置连接保护壳体形成为一个整体从海缆中引出需要接地线路，通过接地电极延伸至所述电极容腔，并与所述保护壳体连接，所述电极容腔通过所述保护盖板密封保护，所述保护壳体与海水接触，作为牺牲电极，从而形成可靠的电流回流路径起到接地作用。

在一种实现方式中，所述保护壳体两端还通过固定环连接有缓冲器；所述固定环一侧嵌入式连接所述缓冲器，另一侧与保护壳体紧固连接。

这样，在海缆在布放和回收过程中，即使过轮毂会受到较大的弯曲力矩，所述缓冲器也可以电极本体在海缆上沿缆发生滑动，同时，由于缓冲器采用橡胶材质，本申请所述固定环与所述缓冲器的嵌入式连接，可以保证所述缓冲器与所述固定环的连接更稳定。

在一种实现方式中，所述接地电极与海缆的连接处设置有热缩套管，所述电极容腔内通过注胶密封。

这样，先通过热缩套管对接地电极与海缆的连接处进行密封，在通过注胶对整个电极容腔进行密封，从而保证所述海缆的接地电路不会直接接触海水。

在一种实现方式中，所述海缆锁紧装置包括抱紧环和抱紧螺钉；所述抱紧环套设在海缆上，通过设置在所述保护壳体上的抱紧螺钉紧固。

这样，保证所述海缆锁紧装置能够锁紧海缆，以及保证在锁紧之前，所述海缆锁紧装置能够在海缆上滑动，以将所述海缆锁紧装置移动至预定区域。

在一种实现方式中，所述抱紧环为设置有条形缝的非闭合圆环结构，所述条形缝远离所述抱紧螺钉，且处于所述抱紧螺钉的正对面。

这样，可以保证所述条形缝两侧受到的压力相同，使得抱紧环稳定抱紧，且抱紧环整体受力均匀。

在一种实现方式中，所述海缆锁紧装置包括缓冲垫，所述缓冲垫设置所述抱紧环与海缆之间。

这样，在所述抱紧环在抱紧过程中，或者抱紧后，在海缆布放和回收过程中，避免金属材质的抱紧环对海缆表层产生损伤。

在一种实现方式中，所述缓冲垫为PEEK材质。

这样，采用PEEK材质制作缓冲垫，由于PEEK （聚醚醚酮）是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，可制造加工成各种机械零部件，具备耐腐蚀、抗老化、抗溶解性、耐辐照耐磨、耐腐蚀条件以及耐水解耐磨损特性，且抗静电电绝缘性能好，兼备韧性和刚性，可以很好的保证不会出现缓冲垫的损坏，避免使用过程中，所述抱紧环与所述海缆之间产生相对移动。

在一种实现方式中，海缆锁紧装置的一侧顶住所述保护壳体上的抱紧台阶，另一侧通过与保护壳体紧固连接的抱紧锥套顶紧。

这样，在所述海缆锁紧装置一端与所述保护壳体上的部位顶紧，另一端利用抱紧锥套顶紧，在实际使用过程中，可以很方便的实现所述保护壳体的安装与拆卸，并在需要对保护壳体位置进行调整时，可以简单的通过部分紧固件的拧松和/或拧紧操作完成，避免复杂的拆卸过程，且可以保证较好的紧固连接。

在一种实现方式中，所述保护壳体和所述保护盖板的材料为钛合金。

这样，保证电极本体上的所有金属结构件均使用钛合金材料，避免不同金属之间的电化学腐蚀。保护壳体作为牺牲电极，主要是在海水中通过阳极保护，避免海水对其他金属结构件的电化学腐蚀。

在一种实现方式中，所述保护壳体和所述保护盖板经过MMO涂层处理。

这样，通过对采用钛合金材料的保护壳体和所述保护盖板进行MMO涂层处理，以减缓海水腐蚀。

由以上技术方案可知，本申请提供的一种深海电缆接地电极设备，包括：海缆锁紧装置、保护壳体、接地电极和保护盖板；所述海缆锁紧装置设置在所述保护壳体内部，用于抱紧海缆；所述保护盖板设置在所述保护壳体的外部，并与所述保护壳体之间形成电极容腔，所述接地电极设置在所述电极容腔内，并一端连接海缆的接地极，一端连接所述保护壳体。

在实际应用过程中，本申请提供的一种深海电缆接地电极设备作为远端支路的海缆地回路接地电极使用，从海缆中引出需要接地线路，通过接地电极延伸至所述电极容腔，并与所述保护壳体连接，所述电极容腔通过所述保护盖板密封保护，所述保护壳体与海水接触，作为牺牲电极，从而形成可靠的电流回流路径。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种深海电缆接地电极设备的整体结构示意图；

图2为图1中一种深海电缆接地电极设备的整体结构的剖视示意图；

图3为图1中一种深海电缆接地电极设备的局部结构示意图；

图4为图3中一种深海电缆接地电极设备的局部结构剖视示意图；

图5为本申请实施例提供的海缆锁紧装置的剖视示意图；

图6为申请实施例提供的固定环的结构示意图；

图7为申请实施例提供的固定环安装后的结构示意图。

图中：1-海缆锁紧装置，11-抱紧环，111-条形缝，12-抱紧螺钉，13-缓冲垫，2-保护壳体，21-抱紧台阶，3-接地电极，4-保护盖板，5-电极容腔，6-抱紧锥套，7-固定环，71-漏液孔，8-缓冲器，101-海缆，102-铜制端头。

具体实施方式

本申请实施例中，海底光缆系统，是指由多条通信线缆构成的通信网络系统。系统中的通信线缆铺设于海底，因此可被称为海缆线路。海缆线路可以在端站间传输光通信信号，实现跨海区域通信功能。海缆系统可以实现长距离通信，例如，可以横跨上万公里的海洋完成数据通信。需要说明的是，本申请实施例中所述海缆光缆系统亦可以用于跨河、跨湖泊等相对较近距离的通信区域中。

海缆系统中各海缆线路上可以设置多个电气设备，如分支器等。这些电气设备需要通过海缆供电设备完成供电，以维持系统的正常运行。长距离海缆传输链路是一个恒流系统，即通过海缆供电设备可以对供电电压进行调节，以使海缆线路中维持一个恒定的电流值。例如，海缆供电设备可将-48V的低电压转换为高电压，以在海缆线路中形成水下设备所需的恒定电流。

为了满足海底光缆系统电流回路需求，实现电流的闭合回路，同时满足深海环境的设备的工安装要求，简化结构设计，并满足海水的电化学腐蚀要求，本申请实施例提供一种深海电缆接地电极设备。

参见图1，为本申请实施例提供的一种深海电缆接地电极设备的整体结构示意图；参见图2，为图1中一种深海电缆接地电极设备的整体结构的剖视示意图；参见图3，为图1中一种深海电缆接地电极设备的局部结构示意图。本申请实施例提供的一种深海电缆接地电极设备，包括：海缆锁紧装置1、保护壳体2、接地电极3和保护盖板4；所述海缆锁紧装置1设置在所述保护壳体2内部，用于抱紧海缆101；所述保护盖板4设置在所述保护壳体2的外部，并与所述保护壳体2之间形成电极容腔5，所述接地电极3设置在所述电极容腔5内，且一端连接海缆101的接地极，另一端连接所述保护壳体2。

本申请提供的一种深海电缆接地电极设备，作为远端支路的海缆地回路接地电极使用，主要包括主要包括海缆锁紧装置1、电极本体（保护壳体2、接地电极3、保护盖板4）和缓冲结构（固定环7和缓冲器8）。保护壳体2与缓冲结构以及海缆101和保护壳体2之间通过螺纹或螺钉或紧固胶等单一方式或组合方式进行连接，固定为一个整体，并抱紧在海缆101的指定位置，从海缆101中引出需要接地的线路，通过接地电极3延伸至所述电极容腔5，并与所述保护壳体2连接，所述电极容腔5通过所述保护盖板4密封保护，所述保护壳体2与海水接触，作为牺牲电极，起到接地作用，从而形成可靠的电流回流路径。

接地电极3一端连接海缆接地极，例如，从分支设备BU中伸出的接地线，并通过螺钉固定在保护壳体2上，保护盖板4对电极起到保护作用，如图4所示，为图3中一种深海电缆接地电极设备的局部结构剖视示意图。海缆101通过铜制端头102与接地电极3接为一体后，使用热缩套管对连接处进行包覆，并在安装完毕的电极容腔5中注入防水密封胶。热缩套管是一种特制的聚烯烃材质热收缩套管。外层采用优质柔软的交联聚烯烃材料及内层热熔胶复合加工而成的，外层材料有绝缘防蚀、耐磨等特点，内层有低熔点、防水密封和高粘接性等。在实际使用过程中，也可以采用其他具备弹性的包覆材料，对铜制端头102与接地电极3的连接处进行密封。

所述一种深海电缆接地电极设备以整体结构设置在所述海缆101上，海缆101在布放和回收过程中，过轮毂会受到较大的弯曲力矩，为了避免所述一种深海电缆接地电极设备在海缆101上沿缆发生滑动。如图1和图2所示，在本申请的部分实施例中，所述保护壳体2两端还通过固定环7连接有缓冲器8；所述固定环7一侧嵌入式连接所述缓冲器8，另一侧与保护壳体2紧固连接。

此外，在一些实施例中，所述缓冲器8为橡胶材料，通过注塑成型，为了保证所述缓冲器8与所述固定环7的紧密连接，所述固定环7在所述缓冲器8注塑过程中，嵌入到所述缓冲器8中，所述固定环7为钛合金材质，如图6所示，为申请实施例提供的固定环的结构示意图。与缓冲器8连接的部位均布若干漏液孔71使注塑材料顺利通过，注塑完成后缓冲器8与固定环7稳定结合为一体，然后通过钛合金材质的螺钉将固定环7固定在保护壳体2上，连接后结构如图7所示。通过设置的缓冲器8，保证所述一种深海电缆接地电极设备在过轮毂时，即使受到较大的弯曲力矩，橡胶缓冲器8可以起到缓冲作用，避免在受到较大力矩时，所述一种深海电缆接地电极设备会沿缆发生滑动。

所述保护壳体2、所述保护盖板4和接地电极3均使用钛合金材料，避免不同金属之间的电化学腐蚀，同时需要对钛合金结构件进行MMO涂层处理，以减缓海水腐蚀。保护壳体2作为牺牲电极，主要是在海水中通过阳极保护，避免海水对其他金属结构件的电化学腐蚀。

具体的，为了保证所述海缆锁紧装置1能够锁紧海缆101，以及保证在锁紧之前，所述海缆锁紧装置1能够在海缆101上滑动，以将所述海缆锁紧装置1移动至预定区域，如图5所示，为本申请实施例提供的海缆锁紧装置的剖视示意图，所述海缆锁紧装置1包括抱紧环11和抱紧螺钉12；所述抱紧环11套设在海缆101上，通过设置在所述保护壳体2上的抱紧螺钉12紧固。所述所述抱紧环11为设置有条形缝111的非闭合圆环结构，所述条形缝111远离所述抱紧螺钉12，且处于所述抱紧螺钉12的正对面，抱紧环11在未抱紧状态下，可以在所述海缆101上滑动，当所述抱紧螺钉12对所述抱紧环11施加压力后，所述条形缝111变小，使得非闭合圆环结构上的开口变小，甚至开口闭合，所述抱紧环11的直径变小，抱紧所述海缆101。

需要说明的是，安装后，所述抱紧螺钉12必须顶住所述抱紧环11上的实体位置，即所述条形缝111远离所述抱紧螺钉12，同时为了保证所述条形缝111两侧受到的压力相同，使得抱紧环11稳定抱紧，且抱紧环11整体受力均匀，优选为将所述条形缝111设置位置远离所述抱紧螺钉，且处于所述抱紧螺钉12的正对面。

为了避免金属材质的抱紧环11对海缆101造成损伤，同时增加对所述抱紧环11的摩擦力，如图5所示，为本申请实施例提供的海缆锁紧装置的剖视示意图，在本申请的部分实施例中，所述海缆锁紧装置1包括缓冲垫13，所述缓冲垫13设置所述抱紧环11与海缆之间，所述缓冲垫13使用交联聚烯烃（Polyolefin Crosslinked）材质的热缩管，交联聚烯烃具有较好的热塑性能和绝缘性能，通过热缩管对海缆部位进行压缩，使得抱紧环11可以更好的抱紧所述海缆101，通过摩擦力阻止抱紧环11与海缆101产生相对滑动，且避免抱紧环11直接接触海缆101外表层。

为了实现所述海缆锁紧装置1与所述保护壳体2之间的稳定连接，使得所述保护壳体2通过所述海缆锁紧装置1固定在海缆101上，如图1和图2所示，在本申请的部分实施例中，在所述保护壳体2内部用于设置所述海缆锁紧装置1的位置上，一侧设置有抱紧台阶21，另一侧设置有内锁紧结构例如内螺纹或者螺栓锁紧结构，在实际应用中，所述海缆锁紧装置1的一侧顶住所述保护壳体2上的抱紧台阶21，另一侧通过与保护壳体2紧固连接的抱紧锥套6顶紧。

在实际应用过程中，可以通过在所述抱紧锥套6上设置外螺纹，在所述保护壳体2上设置内螺纹，通过螺纹配合，实现所述抱紧锥套6与所述保护壳体2的锁紧，也可以通过在所述保护壳体2和抱紧锥套6上设置螺纹孔，利用螺栓或者螺钉的方式进行锁紧。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种深海电缆接地电极设备，包括：海缆锁紧装置1、保护壳体2、接地电极3和保护盖板4；所述海缆锁紧装置1设置在所述保护壳体2内部，用于抱紧海缆101；所述保护盖板4设置在所述保护壳体2的外部，并与所述保护壳体2之间形成电极容腔5，所述接地电极3设置在所述电极容腔5内，并一端连接海缆101的接地极，一端连接所述保护壳体2。

在实际应用过程中，本申请实施例提供的一种深海电缆接地电极设备作为远端支路的海缆地回路接地电极使用，从海缆101中引出需要接地线路，通过接地电极3延伸至所述电极容腔5，并与所述保护壳体2连接，所述电极容腔5通过所述保护盖板4密封保护，所述保护壳体2与海水接触，作为牺牲电极，从而形成可靠的电流回流路径。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，包括：海缆锁紧装置（1）、保护壳体（2）、接地电极（3）和保护盖板（4）；所述海缆锁紧装置（1）设置在所述保护壳体（2）内部，包括抱紧环（11）和抱紧螺钉（12）；所述抱紧环（11）套设在海缆上，通过设置在所述保护壳体（2）上的抱紧螺钉（12）紧固，所述抱紧环（11）为设置有条形缝（111）的非闭合圆环结构，所述条形缝（111）远离所述抱紧螺钉（12），且处于所述抱紧螺钉（12）的正对面；

所述保护盖板（4）设置在所述保护壳体（2）的外部，并与所述保护壳体（2）之间形成电极容腔（5），所述接地电极（3）设置在所述电极容腔（5）内，且一端连接海缆（101）的接地极，另一端连接所述保护壳体（2）；

所述保护壳体（2）两端还通过固定环（7）连接有缓冲器（8），所述固定环（7）为钛合金材质，所述固定环（7）一侧嵌入式连接所述缓冲器（8），另一侧通过钛合金材质的螺钉与保护壳体（2）紧固连接。

2.根据权利要求1所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，所述接地电极（3）与海缆（101）的连接处设置有热缩套管，所述电极容腔（5）内通过注胶密封。

3.根据权利要求1所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，所述海缆锁紧装置（1）包括缓冲垫（13），所述缓冲垫（13）设置所述抱紧环（11）与海缆之间。

4.根据权利要求3所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，所述缓冲垫（13）为PEEK材质。

5.根据权利要求1所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，海缆锁紧装置（1）的一侧顶住所述保护壳体（2）上的抱紧台阶（21），另一侧通过与保护壳体（2）紧固连接的抱紧锥套（6）顶紧。

6.根据权利要求1所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，所述保护壳体（2）和所述保护盖板（4）的材料为钛合金。

7.根据权利要求1所述的一种深海电缆接地电极设备，其特征在于，所述保护壳体（2）和所述保护盖板（4）经过MMO涂层处理。

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