CN115714040A - 一种耐扭海缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐扭海缆，包括缆芯，其包括多个电单元和填充件，多个电单元中心对称设置，且相邻的电单元之间均设置有填充件,电单元和填充件绞合成缆芯；电单元包括导体，导体为软导体，导体外包覆导体屏蔽层，导体屏蔽层外包覆绝缘层，绝缘层外包覆绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层外包覆第一阻水层，第一阻水层外包覆金属屏蔽层，金属屏蔽层外包覆第二阻水层，第二阻水层外包覆非金属护套；内衬层，其包覆于缆芯外；铠装层，其包覆于内衬层外，铠装层为复合铠装层；护套层，其包覆于金属铠装层外。本发明的耐扭海缆的圆整度好，整体强度高且具有较高的耐扭性能，在海缆的运输和施工过程中具有较高的可靠性；同时海缆的铠装损耗低，载流量高。
Description
技术领域
本发明涉及海缆技术领域，尤其是指一种耐扭海缆。
背景技术
近年来，随着海上风电以及海洋电力传输的迅速发展，海底电缆的需求日益增长；由于近海区域风场的日益饱和以及跨海洋、跨水域电力通信传输项目需求的增加，海底电缆也逐渐向大截面、高电压、大水深发展。
现有的海底电缆的抗扭能力较差，在海缆的运输和敷设的过程中海缆容易发生扭伤和变形；且现有的海缆多采用磁性铠装，磁性铠装会增加海缆的铠装损耗，造成海缆的载流量降低。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中海底电缆的抗扭能力较差，在海缆的运输和敷设的过程中海缆容易发生扭伤和变形；且现有的海缆多采用磁性铠装，磁性铠装会增加海缆的铠装损耗，造成海缆的载流量降低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐扭海缆，包括，
缆芯，所述缆芯包括电单元和填充件，所述电单元设置有多个，多个所述电单元绕所述缆芯的中轴线中心对称设置，且相邻的所述电单元之间均设置有填充件,所述电单元和所述填充件绞合成缆芯；所述电单元包括导体，所述导体为软导体，所述导体外包覆导体屏蔽层，所述导体屏蔽层外包覆绝缘层，所述绝缘层外包覆绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层外包覆第一阻水层，所述第一阻水层外包覆金属屏蔽层，所述金属屏蔽层外包覆第二阻水层，所述第二阻水层外包覆非金属护套；
内衬层，所述内衬层包覆于所述缆芯外；
铠装层，所述铠装层包覆于所述内衬层外，所述铠装层为复合铠装层；
护套层，所述护套层包覆于所述铠装层外。
在本发明的一个实施例中，所述电单元设置有三个，三个所述电单元呈正三角形分布，且相邻的两个所述电单元紧密贴合，所述填充件设置于相邻的电单元之间并与所述电单元绞合成所述缆芯。
在本发明的一个实施例中，所述填充件的横截面呈扇形，包括两个相互对称的弧形支撑面以及横跨于两所述弧形支撑面之间的拱形面，两所述弧形支撑面与所述电单元的圆周面相匹配，所述填充件的弧形支撑面的一侧嵌合于相邻的两个所述电单元之间，且所述填充件的拱形面与所述电单元的圆周面组成所述缆芯的圆周面。
在本发明的一个实施例中，所述填充件为中空结构，包括沿其长度方向延伸的内腔，所述内腔中对称设置有多个加强筋。
在本发明的一个实施例中，所述填充件上开设有在其长度方向上延伸的容置槽，所述容置槽中均设置有光单元。
在本发明的一个实施例中，所述铠装层包括PE层和镀锌钢丝层，所述 PE层包括多根绞合于所述内衬层外的PE条，所述镀锌钢丝层包括多根绞合于所述PE层外的镀锌钢丝。
在本发明的一个实施例中，所述铠装层包括多根绞合于所述内衬层外的扁平不锈钢钢丝。
在本发明的一个实施例中，所述导体中设置有光纤。
在本发明的一个实施例中，所述金属屏蔽层为镀锌铜带屏蔽层或镀锌铜丝屏蔽层。
在本发明的一个实施例中，所述护套层采用乙丙橡胶材质。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种耐扭海缆，包括缆芯、内衬层、铠装层和护套层，其中，缆芯包括电单元和填充件，电单元包括导体，导体采用软导体，软导体具有优良的抗扭转性能，并且能够保证导体的电气性能和阻水性能；并且根据绞合后相邻电单元之间形成的空隙的形状，在相邻的两个电单元之间设置对应形状的填充件，填充件嵌合于相邻的两个电单元之间与绞合的电单元组成圆柱形的的缆芯，能够保证绕包带绕包后缆芯的圆整度，确保整个电缆结构的圆整度及结构稳定性；且填充件可以增加整个电缆的强度及抗扭能力，提高了海缆在运输和施工过程中的可靠性；铠装层采用复合铠装层，复合铠装层可以起到隔绝磁场的作用，降低磁场对海缆运行过程的影响，使海缆的运行过程更加稳定。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明优选实施例的耐扭海缆的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的耐扭海缆的填充件的结构示意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图。
说明书附图标记说明：1、缆芯；11、电单元；111、导体；112、导体屏蔽层；113、绝缘层；114、绝缘屏蔽层；115、第一阻水层；116、金属屏蔽层；117、第二阻水层；118、非金属护套；119、光纤；12、填充件；121、弧形支撑面；122、拱形面；123、内腔；124、加强筋；125、容置槽；2、内衬层；3、铠装层；4、护套层；5、光单元；加强件6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
参照图1和图2所示，本发明的一种耐扭海缆，包括，
缆芯1，缆芯1包括电单元11和填充件12，电单元11设置有多个，多个电单元11绕缆芯1的中轴线中心对称设置，且相邻的电单元11之间均设置有填充件12,电单元11和填充件12绞合成缆芯1；电单元11包括导体 111，导体111为软导体，导体111外包覆导体屏蔽层112，导体屏蔽层112 外包覆绝缘层113，绝缘层113外包覆绝缘屏蔽层114，绝缘屏蔽层114外包覆第一阻水层115，第一阻水层115外包覆金属屏蔽层116，金属屏蔽层 116外包覆第二阻水层117，第二阻水层117外包覆非金属护套118；
内衬层2，内衬层2包覆于缆芯1外；
铠装层3，铠装层3包覆于内衬层2外，铠装层3为复合铠装层；
护套层4，护套层4包覆于铠装层3外。
具体的，导体采用软导体，软导体具有优良的抗扭转性能，并且能够保证导体的电气性能和阻水性能。
具体的，电单元11设置有多个，多个电单元11以缆芯1的中轴线为中心对称设置，多个电单元11绞合后，相邻的电单元11之间会形成类似扇形的空隙；可以想到的是，如果不对这些扇形的空隙进行填充的话，用绕包带对绞合的电单元11绕包后就无法形成圆整度良好的缆芯1结构，海缆的整体结构以及机械性能都可能因此受到影响；本发明的耐扭海缆根据绞合后相邻电单元11之间形成的空隙的形状，在相邻的两个电单元11之间设置对应形状的填充件12，填充件12整体呈扇形，且填充件12嵌合于相邻的两个电单元11之间的部分具有相互对称的弧形支撑面121，两个弧形支撑面121的形状与两电单元11的圆周面的形状相互匹配，填充件12通过弧形支撑面121可以很好地嵌合于两电单元11之间，同时在两个弧形支撑面121 之间还横跨有拱形面122，嵌合后的填充件12的拱形面122与绞合的电单元11的圆周面组成整个缆芯1圆整的圆周面，保证绕包带绕包后缆芯1的圆整度，确保整个电缆结构的圆整度及结构稳定性。同时可以想到的是，填充件12可以增加整个电缆的强度及抗扭能力，提高了海缆在运输和施工过程中的可靠性。
进一步的，电单元11设置有三个，三个电单元11呈正三角形分布，且相邻的两个电单元11紧密贴合，填充件12设置于相邻的电单元11之间并与电单元11绞合成缆芯1。具体的，三个电单元11呈正三角形中心对称分布，绞合后的三个电单元11之间形成三个类似扇形的空隙，在三个空隙的位置分别设置填充件12并与电单元11绞合后缠绕绕包带形成圆整度良好的缆芯1，圆整度良好的缆芯1使得整个海缆结构具有更好的力学和电气性能，有效提升海缆的抗拉和抗扭能力。
进一步的，填充件12的横截面呈扇形，包括两个相互对称的弧形支撑面121以及横跨于两弧形支撑面121之间的拱形面122，两弧形支撑面121 与电单元11的圆周面相匹配，填充件12的弧形支撑面121的一侧嵌合于相邻的两个电单元11之间，且填充件12的拱形面122与电单元11的圆周面组成缆芯1圆整的圆周面。
进一步的，填充件12为中空结构，包括沿其长度方向延伸的内腔123，内腔123中对称设置有多个加强筋124。
具体的，填充件12呈扇形，填充件12的内部具有在其长度方向上延伸的内腔123，内腔123中设置有多个相互平行并沿内腔123的长度方向延伸的加强筋124，加强筋124的一端与弧形支撑面121相连，另一端与拱形面 122相连。可以想到的是，填充件12的内腔123中的加强筋124可以保证填充件12具有较好的强度和耐扭性能，同时填充件12的内腔123结构使得填充件12具有较小的重量。
进一步的，填充件12上开设有在其长度方向上延伸的容置槽125，容置槽125中均设置有光单元5。具体的，填充件12的拱形面122上开设有延其长度方向延伸的容置槽125，容置槽125中设置有光单元5，光单元5 可以在海缆的使用过程中监控海缆的运行状态，在海缆发生异常时及时发现和处理，避免事故的发生。
进一步的，铠装层3包括PE层和镀锌钢丝层，PE层包括多根绞合于内衬层2外的PE条，镀锌钢丝层包括多根绞合于PE层外的镀锌钢丝。具体的，复合铠装层可以起到隔绝磁场的作用，降低磁场对海缆运行过程的影响，保证海缆可靠稳定地运行。
进一步的，铠装层3包括多根绞合于内衬层2外的扁平不锈钢钢丝。可以想到的是，不锈钢为非磁性材质，相比于传统的以一层镀锌钢丝作为铠装层3的结构，能够降低海缆的磁滞损耗并提高载流量，并且相比于较常用的铜丝铠装层3，又能够降低海缆的制造成本。
进一步的，导体111中设置有光纤119。可以想到的是，光纤119可以传输信号，通过光纤119可以对导体111的温度等运行数据进行实时的监控。
进一步的，金属屏蔽层116为镀锌铜带屏蔽层或镀锌铜丝屏蔽层。镀锌铜带屏蔽层或镀锌铜丝屏蔽层的耐扭性能好，且能够减小海缆的外形和重量，有利于海缆的运输和敷设。
进一步的，护套层4采用乙丙橡胶材质。具体的，护套层4和绝缘层 113均采用乙丙橡胶材质，乙丙橡胶的耐水树形成能力高，具有良好的弹性以及抗压缩变形性能，且浸水后其电气性能和机械性能几乎不会受到影响；乙丙橡胶材质的耐磨性能好且耐扭性能高，能够对海缆内部的结构起到良好的保护作用，同时，乙丙橡胶的重量轻并能够起到较好的径向阻水效果。
实施例二
在实施例一的基础上，参照图3所示，进一步的，绞合后的三个电单元11的中心会形成一个沿海缆轴向的空间，可以在此空间中设置加强件6，对电单元11起到支撑作用的同时可以增强整个海缆的强度和耐扭性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种耐扭海缆，其特征在于：包括，
缆芯，所述缆芯包括电单元和填充件，所述电单元设置有多个，多个所述电单元绕所述缆芯的中轴线中心对称设置，且相邻的所述电单元之间均设置有填充件,所述电单元和所述填充件绞合成缆芯；所述电单元包括导体，所述导体为软导体，所述导体外包覆导体屏蔽层，所述导体屏蔽层外包覆绝缘层，所述绝缘层外包覆绝缘屏蔽层，所述绝缘屏蔽层外包覆第一阻水层，所述第一阻水层外包覆金属屏蔽层，所述金属屏蔽层外包覆第二阻水层，所述第二阻水层外包覆非金属护套；
内衬层，所述内衬层包覆于所述缆芯外；
铠装层，所述铠装层包覆于所述内衬层外，所述铠装层为复合铠装层；
护套层，所述护套层包覆于所述铠装层外。
2.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述电单元设置有三个，三个所述电单元呈正三角形分布，且相邻的两个所述电单元紧密贴合，所述填充件设置于相邻的电单元之间并与所述电单元绞合成所述缆芯。
3.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述填充件的横截面呈扇形，包括两个相互对称的弧形支撑面以及横跨于两所述弧形支撑面之间的拱形面，两所述弧形支撑面与所述电单元的圆周面相匹配，所述填充件的弧形支撑面的一侧嵌合于相邻的两个所述电单元之间，且所述填充件的拱形面与所述电单元的圆周面组成所述缆芯的圆周面。
4.根据权利要求3所述的耐扭海缆，其特征在于：所述填充件为中空结构，包括沿其长度方向延伸的内腔，所述内腔中对称设置有多个加强筋。
5.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述填充件上开设有在其长度方向上延伸的容置槽，所述容置槽中均设置有光单元。
6.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述铠装层包括PE层和镀锌钢丝层，所述PE层包括多根绞合于所述内衬层外的PE条，所述镀锌钢丝层包括多根绞合于所述PE层外的镀锌钢丝。
7.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述铠装层包括多根绞合于所述内衬层外的扁平不锈钢钢丝。
8.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述导体中设置有光纤。
9.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述金属屏蔽层为镀锌铜带屏蔽层或镀锌铜丝屏蔽层。
10.根据权利要求1所述的耐扭海缆，其特征在于：所述护套层采用乙丙橡胶材质。
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