CN115083675A - 一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备工艺。其技术要点如下：水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套；缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；其中，导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。本发明在导体绞合时就采用了阻水介质参与绞合，即使面临水分的侵入时，仍然能够通过阻水介质进行防水，避免水树的出现。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备工艺。
背景技术
现阶段，国内电网10～35KV电力系统中，水下直埋交联聚乙烯绝缘电缆没有采用合适的阻水结构，在长时间运行后，会出现水树，发生击穿事故，严重影响电网的运行安全。水下电缆的阻水结构是否合适，是交联聚乙烯电缆的可靠性和使用寿命的决定性因素之一。
现有技术中的阻水结构大多比较简单，仅仅能够阻止部分水的进入，且无法对导体本身进行防水。同时，过多的阻水材料的加入极大的影响了电缆的抗压强度和抗拉强度，严重影响电缆的使用寿命。
有鉴于上述现有水下电缆存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，在导体绞合时就采用了阻水介质参与绞合，即使面临水分的侵入时，仍然能够通过阻水介质进行防水，避免水树的出现。同时在每一层都绕包阻水层，且对阻水层的厚度以及绕包方式进行了限定，在保证阻水防潮效果的同时，避免因为阻水层的存在影响电缆的机械性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套；
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；所述阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；
其中，导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
水下电缆长期浸泡在水中，绝缘材料中会不可避免的含有一定的水分，这些水分在电场作用下带有正电荷；当电缆芯加正极电压时，水分被缆芯排斥而渗向铜带屏蔽层，因此本发明中在缆芯和铜屏蔽层之间绕包半导体阻水带，能够避免水分对铜屏蔽层的腐蚀；当电缆芯加负极电压时，水分会从绝缘屏蔽层中渗向导体，因此本发明在导体绞合使加入了阻水介质，避免水分对导体的侵蚀。
进一步的，导体是无氧铜型线与阻水介质，绞合而成，阻水介质是阻水粉或阻水纱，以填满导体间的缝隙为准。
进一步的，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400mm2。
进一步的，阻水层1中，半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
进一步的，本发明中将阻水层1的半导电阻水带重叠绕包的重叠率选为30％。由于阻水层1是与缆芯之间的距离最近，因此阻水层1的半导电阻水带重叠绕包的重叠率主要与缆芯以及缆芯中各层的厚度相关，而缆芯中各层的厚度均为固定的常数，因此本发明中选择最为合理的重叠率，即30％。
本发明中，采用纵包铝塑带的目的是为了能够进一步加强纵向的阻水能力。虽然外在的水分会被上述结构层层阻隔，但是，电缆内部会由于正负压的切换而不可避免的吸进潮气。本发明中，采用纵向阻水和横向绕包阻水的复配使用，进一步加强了电缆的阻水能力。
本发明中，结合半导电阻水带和铝塑带的搭盖率对半导电阻水带的绕包角度进行了限定，能够保证偏心度和不圆度的情况下，使纵向阻水和横向阻水产生协同作用，避免电缆在正负电压切换的过程中吸收潮气。
具体的，当横向绕包的搭盖率大时，扩大横向绕包和纵包之间的夹角能够降低偏心度和不圆度，提高电缆的机械性能；当横向绕包的搭盖率小或纵包的搭盖率大时，则应缩小横向绕包和纵包之间的夹角，加强横向阻水能力，避免正负压切换时水分在电缆内部游走。
再者，本发明中采用横向绕包和纵包的厚度以及重叠率进行进一步限定的目的是为了降低偏心度和不圆度，保证电缆的机械强度。
进一步的，导体内屏蔽层的厚度是0.8～1.0mm，绝缘层厚度是10.5～10.8mm，外屏蔽层的厚度是0.8～1.0mm，三层共挤后偏心度≯6％。
进一步的，铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.10～0.15mm，搭盖率为20～25％。
进一步的，阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20～25％，厚度为0.3～0.8mm。
进一步的，阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20～25％，厚度为0.25～0.50mm。
进一步的，内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度≥2.8mm。
进一步的，阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5～0.8mm。
进一步的，阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
若重叠率过高，则会影响电缆的不圆度和偏心度，若重叠率过低则会导致阻水效果降低，因此本发明中采用内护套厚度和半导电阻水带的厚度对重叠率进行限定，在保证阻水性能的同时，降低偏心度和不圆度。
进一步的，铠装采用的是厚度为0.76～0.8mm的钢带，钢带间隙≤50％，且钢带不能出现氧化或发黑的现象。
进一步的，阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5～0.8mm。
进一步的，阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
若重叠率过高，则会影响电缆的不圆度和偏心度，若重叠率过低则会导致阻水效果降低，因此本发明中采用铠装厚度和半导电阻水带的厚度对重叠率进行限定，在保证阻水性能的同时，降低偏心度和不圆度。
进一步的，阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5～0.8mm，搭盖率为20～25％。
进一步的，外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0～5.5mm，电缆不圆度≤10％。
本发明的第二个目的是提供一种交联聚乙烯绝缘交联水底电缆的制备工艺，具有同样的技术效果。
本发明的上述技术目的是由以下技术方案实现的：
一种交联聚乙烯绝缘交联水底电缆的制备工艺，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在所述内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
本发明中涉及的技术术语解释如下：
重叠绕包是指后一圈绕包带有一部分压在前一层绕包带上。
重叠率指绕包的前后重叠部分的包带宽度除以包带宽度。
搭盖率指搭盖的前后重叠部分的包带宽度除以搭盖宽度。
纵包时的角度，是带与线的夹角。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)水下电缆长期浸泡在水中，绝缘材料中会不可避免的含有一定的水分，这些水分在电场作用下带有正电荷；当电缆芯加正极电压时，水分被缆芯排斥而渗向铜带屏蔽层，因此本发明中在缆芯和铜屏蔽层之间绕包半导体阻水带，能够避免水分对铜屏蔽层的腐蚀；当电缆芯加负极电压时，水分会从绝缘屏蔽层中渗向导体，因此本发明在导体绞合使加入了阻水介质，避免水分对导体的侵蚀。
(2)本发明中，结合半导电阻水带和铝塑带的搭盖率对半导电阻水带的绕包角度进行了限定，能够保证偏心度和不圆度的情况下，使纵向阻水和横向阻水产生协同作用，避免电缆在正负电压切换的过程中吸收潮气。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
本实施方式中采用的材料来源如下：
无氧铜型线：江苏江润铜业有限公司T1M20 8.0MM
半导体阻水带：扬州腾飞电缆电器材料有限公司
阻水填充绳：扬州腾飞电缆电器材料有限公司
中密度聚乙烯护套料：杭州科佳新材料股份有限公司PE
软铜带：宜兴市佳时代电工材料有限公司T2铜带0.12
钢带：任丘市隆德热镀锌有限公司
实施例1：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400mm2；导体内屏蔽层的厚度是0.8mm，绝缘层厚度是10.5mm，外屏蔽层的厚度是0.8mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为20％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是25％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.8mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为25％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.5mm，电缆不圆度为6％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装外表重叠绕包的半导电阻水带的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
实施例2：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400；导体内屏蔽层的厚度是1.0mm，绝缘层厚度是10.8mm，外屏蔽层的厚度是0.8mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为25％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是25％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.78mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为25％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0mm，电缆不圆度为5％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装外表重叠绕包的半导电阻水带的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
实施例3：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400mm2；导体内屏蔽层的厚度是1.0mm，绝缘层厚度是10.5mm，外屏蔽层的厚度是1.0mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为20％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.77mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为20％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0mm，电缆不圆度为5％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装外表重叠绕包的半导电阻水带的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
对比实施例1：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400；导体内屏蔽层的厚度是1.0mm，绝缘层厚度是10.5mm，外屏蔽层的厚度是1.0mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为20％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.77mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为20％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0mm，电缆不圆度为5％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角θ是半导电阻水带与线之间的锐角度数的值，按照常规取60°；
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装外表重叠绕包的半导电阻水带的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
对比实施例2：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400；导体内屏蔽层的厚度是1.0mm，绝缘层厚度是10.5mm，外屏蔽层的厚度是1.0mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为20％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.77mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为20％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0mm，电缆不圆度为5％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率η2按照常规取值30。
阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装外表重叠绕包的半导电阻水带的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
对比实施例3：一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆及其制备方法
本实施例提供的水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套。
缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
其中，无氧铜型线的紧压系数≥0.95，截面400；导体内屏蔽层的厚度是1.0mm，绝缘层厚度是10.5mm，外屏蔽层的厚度是1.0mm，三层共挤后偏心度≯6％；铜带屏蔽层中铜带为软铜带，厚度为0.15mm，搭盖率为20％；阻水层1中，半导电阻水带的搭盖率是20％，厚度为0.3mm；阻水层1中，铝塑带的搭盖率是20％，厚度为0.25mm；内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为3.0mm。
阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5mm；铠装采用的是厚度为0.77mm的钢带，钢带间隙≤50％；阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm；阻水层3中的半导电阻水带的厚度为0.5mm，搭盖率为20％；外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0mm，电缆不圆度为5％。
本实施例中，阻水层1的半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
阻水层3中半导电阻水带的重叠率η3按照常规取值30。
本实施例提供的交联聚乙烯绝缘交流水底电缆的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到水底电缆。
性能测试
对实施例1～3和对比实施例1～3得到的水下电缆进行机械强度、偏心度、不圆度和阻水性能测试。
其中，机械强度测试，本发明采用GB/T12706-2020记载的方法，将成品电缆附加老化，(100℃，168h)，测剥离力；
偏心度的测试方法为：采用GB/T12706-2020记载的方法测试成品电缆的偏心度；
不圆度的测试方法为：采用GB/T12706-2020记载的方法测试成品电缆的不圆度；
阻水性能测试采用GB/T12706.3-2020记载的径向阻水性能的测试方法，室温下，将成品电缆浸泡于水中，测去除绝缘层以外的部分，绝缘层表面不干燥时浸泡的时长。
表1.实施例1～3以及对比实施例1～3的电缆性能测试结果
根据实施例3与对比实施例1对比可知，在不采用本发明提供的公式计算阻水带的绕包角度的情况下，径向阻水能力大幅下降，且对成品电缆的偏心度和不圆度也产生了一定的影响，从而降低了机械性能。
根据实施例3与对比实施例2和3对比可知，在不采用本发明提供的半导电阻水带绕包的重叠率进行计算而采用常规值时，对成品电缆的偏心度和不圆度产生了不利影响，进而影响了机械强度和阻水能力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述水底电缆由内向外包括：缆芯、阻水层1、内护套、阻水层2、铠装、阻水层3和外护套；
所述缆芯由内向外包括导体、导体内屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铜带屏蔽层和阻水带，成缆采用阻水填充绳；所述阻水层1由重叠绕包在缆芯外的半导电阻水带以及所述阻水带表面纵包的铝塑带组成；
其中，所述导体是无氧铜型线与阻水介质绞合而成。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述阻水层1中，半导电阻水带纵包时的夹角由以下公式计算：
3.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述内护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度≥2.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述阻水层2是内护套外表面重叠绕包的半导电阻水带，厚度为0.5～0.8mm。
5.根据权利要求4所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述阻水层2的半导电阻水带绕包的重叠率由以下公式计算：
6.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述铠装采用的是厚度为0.76～0.8mm的钢带，钢带间隙≤50％。
7.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述阻水层3是铠装外表重叠绕包的一层半导电阻水带，厚度为0.5mm。
8.根据权利要求7所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述阻水层3中半导电阻水带的重叠率通过如下公式计算：
其中，η3是半导电阻水带的重叠率；H5是阻水层3中半导电阻水带的厚度，单位是mm；H6是铠装的厚度，单位是mm；W4是阻水层3中半导电阻水带的搭盖率。
9.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘交流水底电缆，其特征在于，所述外护套采用中密度聚乙烯护套料，厚度为5.0～5.5mm。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种交联聚乙烯绝缘交联水底电缆的制备工艺，其特征在于，具体包括如下操作步骤：
S1、导体绞合：将无氧铜型线和阻水介质绞合形成导体；
S2、采用三层共挤的方式将导体内屏层+绝缘层+绝缘屏蔽层包覆于导体外部；
S3、在绝缘屏蔽层外部绕包铜带形成铜带屏蔽层；
S4、采用阻水填充绳进行填充，成缆得到缆芯；
S5、在缆芯表面绕包阻水层1；
S6、在阻水层1外包覆内护套；
S7、在所述内护套外表面绕包阻水层2；
S8、采用钢带进行铠装；
S9、在钢带表面绕包阻水层3；
S10、在钢带表面形成外护套得到所述水底电缆。
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| CN103077773A (zh) * | 2011-10-26 | 2013-05-01 | 上海朗达电缆（集团）有限公司 | 一种轨交环保防火电缆及其制备方法 |
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