CN113851261A - 一种海底电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底电缆及其制备方法，具体涉及海底电缆技术领域，包括第一外层铠装，所述第一外层铠装的外表面设置有若干个第二外层铠装，所述第一外层铠装和第二外层铠装的内壁均与合金铅套的外表面固定连接，所述合金铅套的内壁开设有三个限位滑槽。本发明通过设置第一外层铠装、合金铅套和金属屏蔽筒，降低了该海底电缆因碰撞而导致第一外层铠装出现破损的情况，且六边形的设计极大的增加了第二外层铠装的受力面积，降低了第二外层铠装出现变形的情况，同时提高了使用寿命，添加的铌和镁不易断裂，安全性好的特性，稳定性高，降低了该海底电缆因碰撞冲击而导致表皮出现破损的情况，进而对该海底电缆的使用寿命起到了保障的效果。

Description

一种海底电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及海底电缆技术领域，更具体地说，本发明涉及一种海底电缆及其制备方法。

背景技术

高压交、直流海底电力电缆适用于海洋输电领域，区别于陆地电力电缆，海底电缆交付长度可达几十甚至上百公里，生产后的运输和施工需要借助专用施工船只完成，海缆由船只向水下进行海缆敷设时，海缆自身重力随着水深变深增大，在超过海缆内部部件机械承受能力的情况下会造成损坏，因此海缆设计时对轴向的机械抗拉强度要求较高。

中国专利文献(CN107746569A)公开了一种耐压海底电缆及其制备方法，其在说明书中提出“电缆主要由以下四部分组成。导电线心：用高电导率材料(铜或铝)制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求，每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成；绝缘层：用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。密封护套：保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套；保护覆盖层：用以保护密封护套免受机械损伤。海底电缆是十分常见的一种电缆，由于其特殊的工作环境进而要求其具有优异的抗压强度,但是现有的海底电缆往往难以满足现实要求”但其在实际的应用中，并不能完全解决海底电缆抗冲击的问题，因此在与现有的海底电缆以及所引用的对比案例中所描述的装置中，仍存在以下问题：

目前普遍采用多根抗拉强度较高的金属丝缠绕在海底电缆护套外层作为铠装层来满足轴向受力要求，然而现有的外层铠装在实际的使用过程中只单纯采用包裹的形式对内部的海底电缆线进行防护，但只单一采用包裹形式对电缆进行防护往往难以保障海底电缆的使用寿命，通常为防止海底电缆损坏，部分厂家会采用多层铠装的形式对海底电缆进行防护，然而此方式不仅极大的增加了加工海底电缆的成本，且难以保障海底电缆的抗压性以及抗冲击效果，在将海底电缆安装在海底时，则容易出现海底暗流裹挟石块或海底垃圾成绩海底电缆并造成海底电缆出现损坏的情况，难以保障海底电缆的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种海底电缆及其制备方法，本发明所要解决的技术问题是：目前普遍采用多根抗拉强度较高的金属丝缠绕在海底电缆护套外层作为铠装层来满足轴向受力要求，然而现有的外层铠装在实际的使用过程中只单纯采用包裹的形式对内部的海底电缆线进行防护，但只单一采用包裹形式对电缆进行防护往往难以保障海底电缆的使用寿命，通常为防止海底电缆损坏，部分厂家会采用多层铠装的形式对海底电缆进行防护，然而此方式不仅极大的增加了加工海底电缆的成本，且难以保障海底电缆的抗压性以及抗冲击效果，在将海底电缆安装在海底时，则容易出现海底暗流裹挟石块或海底垃圾成绩海底电缆并造成海底电缆出现损坏的情况，难以保障海底电缆使用寿命的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海底电缆，包括第一外层铠装，所述第一外层铠装的外表面设置有若干个第二外层铠装，所述第一外层铠装和第二外层铠装的内壁均与合金铅套的外表面固定连接，所述合金铅套的内壁开设有三个限位滑槽，且三个限位滑槽内均滑动连接有限位滑块，且三个限位滑块的相对面与同一个金属屏蔽筒的外表面固定连接，所述金属屏蔽筒的外表面和合金铅套的内壁分别与第二填充层的内壁和外表面固定连接，所述金属屏蔽筒正面开设的通孔内设置有第一填充层，所述金属屏蔽筒正面开设的通孔内设置有若干个缓冲隔板，且若干个缓冲隔板的相对面分别与金属屏蔽筒正面开设通孔的内壁和定位三角块的外表面固定连接，所述定位三角块的外表面与金属屏蔽筒正面开设通孔的内壁固定连接，所述第一外层铠装的正面和背面均固定连接有密封套，所述金属屏蔽筒内开设有三个导线放置孔，且三个导线放置孔的内壁分别与三个绝缘套管的外表面固定连接。

作为本发明的进一步方案：所述第一外层铠装设置为聚丙烯纤维层，所述第二外层铠装设置为合金抗压层，所述第二外层铠装是由若干个六边形定位块组成的矩阵抗压层，所述限位滑槽内壁的正面和背面均设置斜面，所述限位滑块的形状与限位滑块右侧入口的形状相适配。

作为本发明的进一步方案：所述第一填充层设置为缓冲绝缘层，所述第二填充层设置为半导电阻水垫层，所述绝缘套管设置为绝缘导体屏蔽套管。

一种海底电缆的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、第二外层铠装制备：将铁、碳、铌、镁、氮、锌以及钢按照10:1:0.5:0.5:0.5:0.5:0.5的比例进行混合，在通过加工后得到合金抗压板，通过对合金抗压板进行锻造后冲压出六边形孔洞，得到第二外层铠装。

S2、第一外层铠装和第二外层铠装混合制备：将第一外层铠装加热后通过挤压设备改变其旋转，得到圆筒状的第二外层铠装，并将第二外层铠装放入压塑机内，通过机器将第一外层铠装涂抹在第二外层铠装表面，并对第二外层铠装进行包裹，期间通过压塑装置将浮与第二外层铠装表面的第一外层铠装压缩至第二外层铠装表面的孔洞内，确保第一外层铠装在第二外层铠装内凝固，待第一外层铠装冷却后将第二外层铠装表面的孔洞密封后即完成制备，其中等待时间具体10-24h。

S3、第一填充层以及第二填充层制备：

A、将苯乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺进行聚合发泡以得到发泡产物，其中乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺的重量比为60：5：15：10：15：25：100的比例进行混合，需在130℃-150℃的环境下反应5h。

B、将所述发泡产物冷却之前，将阻燃组合物喷至所述发泡产物的表面以制得海底电缆填充物；其中，所述阻燃组合物由氢氧化镁、碳化硅、硼酸锌和聚磷酸铵组成。

S4、组装：对加工完毕的第一外层铠装和第二外层铠装进行固定，通过焊接以及热熔的方式对合金铅套与第一外层铠装和第二外层铠装进行固定，选择合适的金属屏蔽筒进行安装，挑选时，可根据所需导线的数量挑选金属屏蔽筒，通过金属屏蔽筒表面的限位滑块与限位滑槽对齐，将金属屏蔽筒与伸入合金铅套内，随着限位滑槽的收缩则需要冲压锤处理金属屏蔽筒，随着金属屏蔽筒完全伸入合金铅套内后分别安装密封套以及导线，组装完毕后得到海底缆线。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过设置第一外层铠装、第二外层铠装、合金铅套和金属屏蔽筒，由于第二外层铠装是将铁、碳、铌、镁、氮、锌以及钢混合，在通过加工后得到合金抗压板，通过对合金抗压板进行锻造后冲压出六边形孔洞，随后将第一外层铠装加热后通过挤压设备改变其旋转，得到圆筒状的第二外层铠装，并将第二外层铠装放入压塑机内，通过机器将第一外层铠装涂抹在第二外层铠装表面，并对第二外层铠装进行包裹，期间通过压塑装置将浮与第二外层铠装表面的第一外层铠装压缩至第二外层铠装表面的孔洞内，确保第一外层铠装在第二外层铠装内凝固，待第一外层铠装冷却后将第二外层铠装表面的孔洞密封后即完成制备，其中等待时间具体10-24h，从而增强了金属材料的抗压效果，同时保障了第二外层铠装的磨料磨损和抗冲蚀磨损性能，且在第二外层铠装内添加第一外层铠装，从而对第一外层铠装起到了保护的效果，降低了该海底电缆因碰撞而导致第一外层铠装出现破损的情况，且六边形的设计极大的增加了第二外层铠装的受力面积，且通过六边形的形状可以均匀的受到的冲击力进行分散，降低了第二外层铠装出现变形的情况，同时提高了使用寿命，添加的铌和镁不易断裂，安全性好的特性，稳定性高，降低了该海底电缆因碰撞冲击而导致表皮出现破损的情况，进而对该海底电缆的使用寿命起到了保障的效果；

2、本发明通过设置第一填充层和第二填充层，且第一填充层和第二填充层均采用苯乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺进行聚合发泡得出，使得第一填充层和第二填充层具有密度高和保温性能好的优点，且石棉纤维的添加进一步提高了发泡产物的保温性能和刚性，使得该海底电缆在受到海底石块或杂物碰撞时可以有效的环节物体碰撞时的冲击力，从而降低了该海底电缆出现损坏的情况，进而对该海底电缆的使用寿命起到了保障的效果。

3、本发明通过设置限位滑槽和限位滑块，由于限位滑槽采用斜面设计，且限位滑块的形状与限位滑槽直径最大的部分相适配，使得在安装金属屏蔽筒的过程中，由于限位滑槽与限位滑块的接触，导致限位滑块将会卡死在限位滑槽，通过外置冲击机将限位滑块安装至限位槽内后，金属屏蔽筒则会通过限位滑块与限位滑槽之间的摩擦力将其固定在合金铅套内，从而保障了金属屏蔽筒安装后的稳定性，同时在安装的过程中可以通过限位滑槽以及限位滑槽的限位效果，保障金属屏蔽筒在安装的过程中不易出现错位的情况，从而保障了金属屏蔽筒安装后的稳定性。

附图说明

图1为本发明立体的结构示意图；

图2为本发明第一外层铠装立体的剖面结构示意图；

图3为本发明合金铅套立体的剖面结构示意图；

图中：1第一外层铠装、2第二外层铠装、3合金铅套、4限位滑槽、5限位滑块、6金属屏蔽筒、7第一填充层、8缓冲隔板、9定位三角块、10第二填充层、11密封套、12导线放置孔、13绝缘套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供了一种海底电缆，包括第一外层铠装1，第一外层铠装1的外表面设置有若干个第二外层铠装2，第一外层铠装1和第二外层铠装2的内壁均与合金铅套3的外表面固定连接，合金铅套3的内壁开设有三个限位滑槽4，且三个限位滑槽4内均滑动连接有限位滑块5，且三个限位滑块5的相对面与同一个金属屏蔽筒6的外表面固定连接，金属屏蔽筒6的外表面和合金铅套3的内壁分别与第二填充层10的内壁和外表面固定连接，金属屏蔽筒6正面开设的通孔内设置有第一填充层7，金属屏蔽筒6正面开设的通孔内设置有若干个缓冲隔板8，且若干个缓冲隔板8的相对面分别与金属屏蔽筒6正面开设通孔的内壁和定位三角块9的外表面固定连接，定位三角块9的外表面与金属屏蔽筒6正面开设通孔的内壁固定连接，第一外层铠装1的正面和背面均固定连接有密封套11，金属屏蔽筒6内开设有三个导线放置孔12，且三个导线放置孔12的内壁分别与三个绝缘套管13的外表面固定连接。

第一外层铠装1设置为聚丙烯纤维层，第二外层铠装2设置为合金抗压层，第二外层铠装2是由若干个六边形定位块组成的矩阵抗压层，限位滑槽4内壁的正面和背面均设置斜面，限位滑块5的形状与限位滑块5右侧入口的形状相适配。

第一填充层7设置为缓冲绝缘层，第二填充层10设置为半导电阻水垫层，绝缘套管13设置为绝缘导体屏蔽套管。

一种海底电缆的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、第二外层铠装2制备：将铁、碳、铌、镁、氮、锌以及钢按照10:1:0.5:0.5:0.5:0.5:0.5的比例进行混合，在通过加工后得到合金抗压板，通过对合金抗压板进行锻造后冲压出六边形孔洞，得到第二外层铠装2。

S2、第一外层铠装1和第二外层铠装2混合制备：将第一外层铠装1加热后通过挤压设备改变其旋转，得到圆筒状的第二外层铠装2，并将第二外层铠装2放入压塑机内，通过机器将第一外层铠装1涂抹在第二外层铠装2表面，并对第二外层铠装2进行包裹，期间通过压塑装置将浮与第二外层铠装2表面的第一外层铠装1压缩至第二外层铠装2表面的孔洞内，确保第一外层铠装1在第二外层铠装2内凝固，待第一外层铠装1冷却后将第二外层铠装2表面的孔洞密封后即完成制备，其中等待时间具体10-24h。

S3、第一填充层7以及第二填充层10制备：

A、将苯乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺进行聚合发泡以得到发泡产物，其中乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺的重量比为60：5：15：10：15：25：100的比例进行混合，需在130℃-150℃的环境下反应5h。

B、将发泡产物冷却之前，将阻燃组合物喷至发泡产物的表面以制得海底电缆填充物；其中，阻燃组合物由氢氧化镁、碳化硅、硼酸锌和聚磷酸铵组成。

S4、组装：对加工完毕的第一外层铠装1和第二外层铠装2进行固定，通过焊接以及热熔的方式对合金铅套3与第一外层铠装1和第二外层铠装2进行固定，选择合适的金属屏蔽筒6进行安装，挑选时，可根据所需导线的数量挑选金属屏蔽筒6，通过金属屏蔽筒6表面的限位滑块5与限位滑槽4对齐，将金属屏蔽筒6与伸入合金铅套3内，随着限位滑槽4的收缩则需要冲压锤处理金属屏蔽筒6，随着金属屏蔽筒6完全伸入合金铅套3内后分别安装密封套11以及导线，组装完毕后得到海底缆线。

通过设置第一外层铠装1、第二外层铠装2、合金铅套3和金属屏蔽筒6，从而增强了金属材料的抗压效果，同时保障了第二外层铠装2的磨料磨损和抗冲蚀磨损性能，且在第二外层铠装2内添加第一外层铠装1，从而对第一外层铠装1起到了保护的效果，降低了该海底电缆因碰撞而导致第一外层铠装1出现破损的情况，且六边形的设计极大的增加了第二外层铠装2的受力面积，且通过六边形的形状可以均匀的受到的冲击力进行分散，降低了第二外层铠装2出现变形的情况，同时提高了使用寿命，添加的铌和镁不易断裂，安全性好的特性，稳定性高，降低了该海底电缆因碰撞冲击而导致表皮出现破损的情况，进而对该海底电缆的使用寿命起到了保障的效果。

通过设置第一填充层7和第二填充层10，使得第一填充层7和第二填充层10具有密度高和保温性能好的优点，且石棉纤维的添加进一步提高了发泡产物的保温性能和刚性，使得该海底电缆在受到海底石块或杂物碰撞时可以有效的环节物体碰撞时的冲击力，从而降低了该海底电缆出现损坏的情况，进而对该海底电缆的使用寿命起到了保障的效果。

因设置有限位滑槽4和限位滑块5，由于限位滑槽4采用斜面设计，且限位滑块5的形状与限位滑槽4直径最大的部分相适配，使得在安装金属屏蔽筒6的过程中，由于限位滑槽4与限位滑块5的接触，导致限位滑块5将会卡死在限位滑槽4，从而保障了金属屏蔽筒6安装后的稳定性，同时在安装的过程中可以通过限位滑槽4以及限位滑槽4的限位效果，保障金属屏蔽筒6在安装的过程中不易出现错位的情况，从而保障了金属屏蔽筒6安装后的稳定性。

因设置有缓冲隔板8和定位三角块9，使得该海底电缆在收到冲击时，缓冲隔板8和定位三角块9可以有效的环节其受到的冲击力，从而降低了该海底电缆因碰撞而出现损坏的情况，且缓冲隔板8通过定位三角块9即可稳定其安装的稳定性，使得缓冲隔板8可以对金属屏蔽筒6内部起到支撑的效果，使得金属屏蔽筒6不易出现变形的情况。

因在金属屏蔽筒6内开设有通孔，使得在加工的过程中，可以节省大量的加工材料，且在保障了金属屏蔽筒6自身稳固性的同时，降低了该海底电缆加工时所需的资源，节约了大量的加工成本。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (4)

1.一种海底电缆，包括第一外层铠装(1)，其特征在于：所述第一外层铠装(1)的外表面设置有若干个第二外层铠装(2)，所述第一外层铠装(1)和第二外层铠装(2)的内壁均与合金铅套(3)的外表面固定连接，所述合金铅套(3)的内壁开设有三个限位滑槽(4)，且三个限位滑槽(4)内均滑动连接有限位滑块(5)，且三个限位滑块(5)的相对面与同一个金属屏蔽筒(6)的外表面固定连接，所述金属屏蔽筒(6)的外表面和合金铅套(3)的内壁分别与第二填充层(10)的内壁和外表面固定连接，所述金属屏蔽筒(6)正面开设的通孔内设置有第一填充层(7)，所述金属屏蔽筒(6)正面开设的通孔内设置有若干个缓冲隔板(8)，且若干个缓冲隔板(8)的相对面分别与金属屏蔽筒(6)正面开设通孔的内壁和定位三角块(9)的外表面固定连接，所述定位三角块(9)的外表面与金属屏蔽筒(6)正面开设通孔的内壁固定连接，所述第一外层铠装(1)的正面和背面均固定连接有密封套(11)，所述金属屏蔽筒(6)内开设有三个导线放置孔(12)，且三个导线放置孔(12)的内壁分别与三个绝缘套管(13)的外表面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种海底电缆，其特征在于：所述第一外层铠装(1)设置为聚丙烯纤维层，所述第二外层铠装(2)设置为合金抗压层，所述第二外层铠装(2)是由若干个六边形定位块组成的矩阵抗压层，所述限位滑槽(4)内壁的正面和背面均设置斜面，所述限位滑块(5)的形状与限位滑块(5)右侧入口的形状相适配。

3.根据权利要求1所述的一种海底电缆，其特征在于：所述第一填充层(7)设置为缓冲绝缘层，所述第二填充层(10)设置为半导电阻水垫层，所述绝缘套管(13)设置为绝缘导体屏蔽套管。

4.一种海底电缆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

S1、第二外层铠装(2)制备：将铁、碳、铌、镁、氮、锌以及钢按照10:1:0.5:0.5:0.5:0.5:0.5的比例进行混合，在通过加工后得到合金抗压板，通过对合金抗压板进行锻造后冲压出六边形孔洞，得到第二外层铠装(2)；

S2、第一外层铠装(1)和第二外层铠装(2)混合制备：将第一外层铠装(1)加热后通过挤压设备改变其旋转，得到圆筒状的第二外层铠装(2)，并将第二外层铠装(2)放入压塑机内，通过机器将第一外层铠装(1)涂抹在第二外层铠装(2)表面，并对第二外层铠装(2)进行包裹，期间通过压塑装置将浮与第二外层铠装(2)表面的第一外层铠装(1)压缩至第二外层铠装(2)表面的孔洞内，确保第一外层铠装(1)在第二外层铠装(2)内凝固，待第一外层铠装(1)冷却后将第二外层铠装(2)表面的孔洞密封后即完成制备，其中等待时间具体10-24h；

S3、第一填充层(7)以及第二填充层(10)制备：

A、将苯乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺进行聚合发泡以得到发泡产物，其中乙烯、引发剂、硅油、邻苯二甲酸二辛酯、石棉纤维、碳酸氢盐和二甲基甲酰胺的重量比为60：5：15：10：15：25：100的比例进行混合，需在130℃-150℃的环境下反应5h；

B、将所述发泡产物冷却之前，将阻燃组合物喷至所述发泡产物的表面以制得海底电缆填充物；其中，所述阻燃组合物由氢氧化镁、碳化硅、硼酸锌和聚磷酸铵组成；

S4、组装：对加工完毕的第一外层铠装(1)和第二外层铠装(2)进行固定，通过焊接以及热熔的方式对合金铅套(3)与第一外层铠装(1)和第二外层铠装(2)进行固定，选择合适的金属屏蔽筒(6)进行安装，挑选时，可根据所需导线的数量挑选金属屏蔽筒(6)，通过金属屏蔽筒(6)表面的限位滑块(5)与限位滑槽(4)对齐，将金属屏蔽筒(6)与伸入合金铅套(3)内，随着限位滑槽(4)的收缩则需要冲压锤处理金属屏蔽筒(6)，随着金属屏蔽筒(6)完全伸入合金铅套(3)内后分别安装密封套(11)以及导线，组装完毕后得到海底缆线。

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