CN117092769B - 一种海底光缆lwp缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备 - Google Patents
一种海底光缆lwp缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备，包括以下步骤：先将LWP缆芯按照每层进行拔除，并漏出LWP缆芯、钢带、护套；将钢带从端面卷绕，避开钢带端部的尖角，刺穿绝缘；将钛丝卷绕在钢带上，端部漏出部分，需采用热缩管套住；在钛丝、钢带、LWP缆芯上，套上防水热缩管，钛丝端部需漏出；绞合铠装钢丝至LWP缆芯上，在钢丝的间隙内，填充PE条，一边绞合钢丝和PE条，一边用PP绳进行绞合捆扎，直至绞合至LWP缆芯，本发明通过过渡方式，避开了LWP缆到铠装缆型之间只能采用接头盒的连接方式，大大提升了系统的可靠性通过这种在线过渡的方式，降低了生产的成本。
Description
技术领域
本发明涉及海底光缆技术领域，具体涉及一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备。
背景技术
中国专利CN114530282A公开了一种海缆不同铠装结构的缆型过渡接头及其在线过渡方法，该接头其自内向外依次包括护套缆芯(LW)、第一层铠装海缆(SA)、第二层铠装海缆(DA)、强力纤维胶带以及最外层的聚丙烯外披层，护套缆芯贯穿整个海缆，缆型过渡接头的过渡段包括第一层铠装海缆和第二层铠装海缆之间的相互过渡以及护套缆芯和第一层铠装海缆之间的相互过渡，第一层铠装海缆和第二层铠装海缆的过渡钢丝与相邻的钢丝进行焊接，并且通过连接管填充去掉钢丝所产生的缝隙；
现有技术中，前期只有铠装缆到LW 缆的过渡，因为所采用的缆芯是一样的外径，但 LWP缆为 LW缆外面另加一层保护层，所以因为外径的问题，无法实现完美过渡；出现因LWP 缆过粗外铠钢丝在机械受力时出现一端堆积的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备，解决以下技术问题：因 LWP 缆过粗外铠钢丝在机械受力时出现一端堆积的情况。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：先将LWP缆芯按照每层进行拔除，并漏出LWP缆芯、钢带、护套；
步骤2：将钢带从端面卷绕，避开钢带端部的尖角，刺穿绝缘；将钛丝卷绕在钢带上，端部漏出部分，需采用热缩管套住；
步骤3：在钛丝、钢带、LWP缆芯上，套上防水热缩管，钛丝端部需漏出；绞合铠装钢丝至LWP缆芯上，在钢丝的间隙内，填充PE条，一边绞合钢丝和PE条，一边用PP绳进行绞合捆扎，直至绞合至LWP缆芯；
在步骤3中，对绞合进行实时监测，监测过程如下：
步骤31：当钢丝和PE条在进行绞合过程时，获取到钢丝绞合数据和PE条绞合数据；钢丝绞合数据包括钢丝绞合的节距值ZJg和钢丝绞合的张力值ZLg，PE条绞合数据包括PE条绞合的节距值ZJp和PE条绞合的张力值ZLp；
步骤32：通过公式中，计算得到缆体绞合值ZL；
步骤33：获取到绞合分析模块的缆体绞合值ZL，并与缆体绞合预设范围值进行比较；
步骤34：获取到绞合诊断模块的节距偏差合格信号、张力偏差不合格信号、张力偏差合格信号和节距偏差不合格信号，进行交叉分析，在得到调整信号时，对应生成调整系数XT。
作为本发明的进一步方案：在步骤31中，节距值通过以下方式获取得到的：
在LWP缆芯1处环形设置有若干个位置采集点，并将其依次标记为采位点i，i=1、……、n，n为自然数；获取到每个采位点i的坐标位置，将每个采位点i的坐标位置与上一个绞合线材对应的坐标位置进行距离长度的计算，得到每个采位点i的节距值，并记为单点节距值ZJi，将得到的单点节距值ZJi相加求和取均值得到的。
作为本发明的进一步方案：在步骤31中，张力值通过以下方式获取得到的；
通过设置若干个时间采集点，并将其依次标记为采时点j，j=1、……、m，m为自然数；获取到绞合线材在每个采时点的张力值，将所有的张力值相加求和取均值。
作为本发明的进一步方案：采位点i与采时点j关系为：
；其中，/>表示为相邻两个采时点的时间间隔，/>表示为相邻两个采位点的距离值，V为绞合线材的绞合传动速度。
作为本发明的进一步方案：步骤33中，若缆体绞合值ZL处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合合格信号；
若缆体绞合值ZL不处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合预合格信号。
作为本发明的进一步方案：获取到钢丝绞合的节距值ZJg和PE条绞合的节距值ZJp，通过公式，计算得到绞合节距值ZLJ；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合节距值ZLJz，并与绞合节距标准值ZLJB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合节距差值CLJz，将所有绞合节距差值CLJz相加求和，得到绞合节距偏差总值ZCLJ；其中，z表示已完成绞合的圈数，z为正整数。
作为本发明的进一步方案：获取到钢丝绞合的张力值ZLg和PE条绞合的张力值ZLp，通过公式，计算得到绞合张力值ZLL；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合张力值ZLLz，并与绞合张力标准值ZLLB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合张力差值CLLz，将所有绞合张力差值CLz相加求和，得到绞合张力偏差总值ZCLL；其中，z表示已完成绞合的圈数，z为正整数。
作为本发明的进一步方案：将绞合节距偏差总值ZCLJ与绞合节距偏差总范围值进行比较；若绞合节距偏差总值ZCLJ处于绞合节距偏差总范围值时，则生成节距偏差合格信号；若绞合节距偏差总值ZCLJ不处于绞合节距偏差总范围值时，则生成节距偏差不合格信号；
将绞合张力偏差总值ZCLL与绞合张力偏差总范围值进行比较；若绞合张力偏差总值ZCLL处于绞合张力偏差总范围值时，则生成张力偏差合格信号；若绞合张力偏差总值ZCLL不处于绞合张力偏差总范围值时，则生成张力偏差不合格信号。
作为本发明的进一步方案：在步骤34中，当同时得到节距偏差合格信号和张力偏差合格信号时，生成调整信号；当得到调整信号时，获取到绞合节距偏差总值ZCLJ和绞合张力偏差总值ZCLL，通过公式，计算得到调整系数XT。
一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡设备，包括LWP缆芯、钢带、护套；
在LWP缆芯上套设有钢带，在钢带上套设有黑色的护套，LWP缆芯、钢带与护套之间均预留有过渡空间，在过渡空间上预留有过渡结构；过渡结构包括：
钛丝，钢带上卷绕有钛丝，以及在LWP缆芯、钢带和护套的表面均套设有热缩管，在热缩管上绞合有钢丝，在钢丝的间隙处绞合有PE条。
本发明的有益效果：
本发明通过过渡方式，避开了LWP缆到铠装缆型之间只能采用接头盒的连接方式，大大提升了系统的可靠性通过这种在线过渡的方式，降低了生产的成本；
本发明在过渡工艺中，通过对绞合方式的在线监测，对绞合方式的节距值和张力值进行数据采集并分析判断，保证钢丝和PE条在缆体上成型质量，以及，在绞合过程中，绞合工作出现偏差时，对其偏差数值进行及时有效分析，给出诊断措施，在保证缆体成型质量的情况下，及时调整绞合参数，提高过渡工艺可以高效完成，避免出现绞合过程中，在前期出现误差时，无法进行有效且快速弥补，导致影响整个缆体过渡结构的质量问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中过渡工艺的流程图；
图3是本发明中绞合监测系统的结构示意图。
图中：1、LW缆芯；2、钢带；3、护套；4、钛丝；5、热缩管；6、钢丝；7、PE条。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明为一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡设备，包括LWP缆芯1、钢带2、护套3；
在LWP缆芯1上套设有钢带2，在钢带2上套设有黑色的护套3，LWP缆芯1、钢带2与护套3之间均预留有过渡空间，在过渡空间上预留有过渡结构；过渡结构包括钛丝4、热缩管5、钢丝6、PE条7：
在钢带2上卷绕有钛丝4，以及在LWP缆芯1、钢带2和护套3的表面均套设有热缩管5，在热缩管5上绞合有钢丝6，在钢丝6的间隙处绞合有PE条7；
其中，钛丝4的端部延伸出钢带2的部分套设有热缩管5，需要保证钛丝4的端部要裸露出热缩管5；
实施例2
请参阅图2所示，基于上述实施例1，本发明为一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：先将LWP缆芯1按照每层进行拔除，并漏出LWP缆芯1、钢带2、护套3；
步骤2：将钢带2从端面卷绕，避开钢带2端部的尖角，刺穿绝缘；将钛丝4卷绕在钢带2上，端部漏出部分，需采用热缩管5套住；
步骤3：在钛丝4、钢带2、LWP缆芯1上，套上防水热缩管5，钛丝4端部需漏出；绞合铠装钢丝6至LWP缆芯1上，在钢丝6的间隙内，填充PE条7，一边绞合钢丝6和PE条7，一边用PP绳进行绞合捆扎，直至绞合至LWP缆芯1；
其中，在步骤3中，绞合过程中通过设置绞合监测系统，对钢丝6和PE条7的绞合质量进行实时监测；
本发明通过过渡方式，避开了LWP缆到铠装缆型之间只能采用接头盒的连接方式，大大提升了系统的可靠性通过这种在线过渡的方式，降低了生产的成本。
实施例3
请参阅图3所示，基于实施例2，绞合监测系统包括：
绞合采集模块，当钢丝6和PE条7在进行绞合过程时，获取到钢丝绞合数据和PE条绞合数据；
其中，钢丝绞合数据包括钢丝绞合的节距值和钢丝绞合的张力值，并分别标记为ZJg和ZLg；
PE条绞合数据包括PE条绞合的节距值和PE条绞合的张力值，并分别标记为ZJp和ZLp；
其中，节距值通过以下方式获取得到的：
在LWP缆芯1处环形设置有若干个位置采集点，并将其依次标记为采位点i，i=1、……、n，n为自然数；
获取到每个采位点i的坐标位置，将每个采位点i的坐标位置与上一个绞合线材对应的坐标位置进行距离长度的计算，得到每个采位点i的节距值，并记为单点节距值ZJi，将得到的单点节距值ZJi相加求和取均值，得到相应地钢丝绞合的节距值ZJg和PE条绞合的节距值Zp；其中，绞合线材为钢丝6和PE条7；坐标位置通过光电坐标传感器获取得到的；
张力值通过以下方式获取得到的；
通过设置若干个时间采集点，并将其依次标记为采时点j，j=1、……、m，m为自然数；获取到绞合线材在每个采时点的张力值，将所有的张力值相加求和取均值，得到相应地钢丝绞合的张力值ZLg和PE条绞合的张力值ZLp；其中，张力值通过张力传感器获取得到的；
以及，采位点i与采时点j关系为：；其中，表示为相邻两个采时点的时间间隔，/>表示为相邻两个采位点的距离值，V为绞合线材的绞合传动速度；
绞合分析模块，获取到绞合采集模块的钢丝绞合数据和PE条绞合数据，并对钢丝绞合数据和PE条绞合数据进行分析计算，得到缆体绞合值；
该绞合分析模块具体工作过程如下：
将钢丝绞合的节距值ZJg、钢丝绞合的张力值ZLg、PE条绞合的节距值ZJp和PE条绞合的张力值ZLp，代入到公式中，计算得到缆体绞合值ZL；
其中，a1、a2、b1、b2均为比例系数，a1取值为1.63，a2取值为1.02，b1取值为5.01，b2取值为3.54；
绞合监测平台，获取到绞合分析模块的缆体绞合值ZL，并与缆体绞合预设范围值进行比较；
若缆体绞合值ZL处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合合格信号；
若缆体绞合值ZL不处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合预合格信号；
绞合诊断模块，获取到绞合监测平台的绞合预合格信号，获取到绞合采集模块的钢丝绞合数据和PE条绞合数据，并进行分析诊断；
该绞合诊断模块具体工作过程如下：
步骤一、获取到钢丝绞合的节距值ZJg和PE条绞合的节距值ZJp，通过公式，计算得到绞合节距值ZLJ；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合节距值ZLJz，并与绞合节距标准值ZLJB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合节距差值CLJz，将所有绞合节距差值CLJz相加求和，得到绞合节距偏差总值ZCLJ；其中，z表示已完成绞合的圈数，z为正整数；
步骤二、获取到钢丝绞合的张力值ZLg和PE条绞合的张力值ZLp，通过公式，计算得到绞合张力值ZLL；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合张力值ZLLz，并与绞合张力标准值ZLLB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合张力差值CLLz，将所有绞合张力差值CLz相加求和，得到绞合张力偏差总值ZCLL；其中，z表示已完成绞合的圈数，z为正整数；
步骤三、将绞合节距偏差总值ZCLJ与绞合节距偏差总范围值进行比较；若绞合节距偏差总值ZCLJ处于绞合节距偏差总范围值时，则生成节距偏差合格信号；若绞合节距偏差总值ZCLJ不处于绞合节距偏差总范围值时，则生成节距偏差不合格信号；
将绞合张力偏差总值ZCLL与绞合张力偏差总范围值进行比较；若绞合张力偏差总值ZCLL处于绞合张力偏差总范围值时，则生成张力偏差合格信号；若绞合张力偏差总值ZCLL不处于绞合张力偏差总范围值时，则生成张力偏差不合格信号；
其中，绞合节距偏差总范围值和绞合张力偏差总范围值由本领域的技术人员根据实际情况进行设置；
绞合监测平台，获取到绞合诊断模块的节距偏差合格信号、张力偏差不合格信号、张力偏差合格信号和节距偏差不合格信号，进行交叉分析，在得到调整信号时，对应生成调整系数XT；
该绞合监测平台具体工作过程如下：
步骤一、当同时得到节距偏差合格信号和张力偏差合格信号时，生成调整信号；当同时节距偏差合格信号和张力偏差不合格信号、节距偏差不合格信号和张力偏差合格信号、或节距偏差不合格信号和张力偏差不合格信号时，生成绞合停止信号；
其中，调整信号表示当前已绞合线材偏差处于后期可调整范围内，可以对后续绞合工作进行调整，保证缆体绞合工作正常完成，而绞合停止信号表示当前已绞合线材偏差超过后期可调整范围内，不能对后续绞合工作进行调整，并停止当前绞合工作；
步骤二、当得到调整信号时，获取到绞合节距偏差总值ZCLJ和绞合张力偏差总值ZCLL，通过公式，计算得到调整系数XT；
操作执行模块，当得到绞合停止信号时，将绞合停止信号发送给绞合设备的控制器，停止绞合设备工作，当得到调整系数XT时，将调整系数XT发送给绞合设备的控制器，控制绞合设备在对线材进行绞合时的节距值和张力值。
实施例4
基于上述实施例3，绞合监测系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤一、当钢丝6和PE条7在进行绞合过程时，获取到钢丝绞合数据和PE条绞合数据；
步骤二、获取到绞合采集模块的钢丝绞合数据和PE条绞合数据，并对钢丝绞合数据和PE条绞合数据进行分析计算，得到缆体绞合值；
步骤三、获取到绞合分析模块的缆体绞合值ZL，并与缆体绞合预设范围值进行比较；
步骤四、获取到绞合监测平台的绞合预合格信号，获取到绞合采集模块的钢丝绞合数据和PE条绞合数据，并进行分析诊断；
步骤五、获取到绞合诊断模块的节距偏差合格信号、张力偏差不合格信号、张力偏差合格信号和节距偏差不合格信号，进行交叉分析，在得到调整信号时，对应生成调整系数XT；
步骤六、当得到绞合停止信号时，将绞合停止信号发送给绞合设备的控制器，停止绞合设备工作，当得到调整系数XT时，将调整系数XT发送给绞合设备的控制器，控制绞合设备在对线材进行绞合时的节距值和张力值。
本发明的工作原理：本发明通过过渡方式，避开了LWP缆到铠装缆型之间只能采用接头盒的连接方式，大大提升了系统的可靠性通过这种在线过渡的方式，降低了生产的成本；
以及，在过渡工艺中，通过对绞合方式的在线监测，对绞合方式的节距值和张力值进行数据采集并分析判断，保证钢丝6和PE条7在缆体上成型质量，以及，在绞合过程中，绞合工作出现偏差时，对其偏差数值进行及时有效分析，给出诊断措施，在保证缆体成型质量的情况下，及时调整绞合参数，提高过渡工艺可以高效完成，避免出现绞合过程中，在前期出现误差时，无法进行有效且快速弥补，导致影响整个缆体过渡结构的质量问题。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：先将LWP缆芯（1）按照每层进行拔除；
步骤2：将钢带（2）从端面卷绕，避开钢带（2）端部的尖角，刺穿绝缘；将钛丝（4）卷绕在钢带（2）上，钛丝（4）端部漏出部分用热缩管（5）套住；
步骤3：在钛丝（4）、钢带（2）、LWP缆芯（1）上，套上防水热缩管（5）；绞合铠装钢丝（6）至LWP缆芯（1）上，在钢丝（6）的间隙内，填充PE条（7），一边绞合钢丝（6）和PE条（7），一边用PP绳进行绞合捆扎，直至绞合至LWP缆芯（1）；
在步骤3中，对绞合进行实时监测，监测过程如下：
步骤31：当钢丝（6）和PE条（7）在进行绞合过程时，获取到钢丝绞合数据和PE条绞合数据；钢丝绞合数据包括钢丝绞合的节距值ZJg和钢丝绞合的张力值ZLg，PE条绞合数据包括PE条绞合的节距值ZJp和PE条绞合的张力值ZLp；
步骤32：通过公式中，计算得到缆体绞合值ZL；其中，a1、a2、b1、b2均为比例系数，a1取值为1.63，a2取值为1.02，b1取值为5.01，b2取值为3.54；
步骤33：获取到绞合分析模块的缆体绞合值ZL，并与缆体绞合预设范围值进行比较；生成绞合合格信号或绞合预合格信号；
步骤34：获取到绞合监测平台的绞合预合格信号，获取到绞合采集模块的钢丝绞合数据和PE条绞合数据，并进行分析诊断；
步骤35：获取到绞合诊断模块的节距偏差合格信号、张力偏差不合格信号、张力偏差合格信号和节距偏差不合格信号，进行交叉分析，在得到调整信号时，对应生成调整系数XT。
2.根据权利要求1所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤31中，节距值通过以下方式获取得到的：
在LWP缆芯1处环形设置有若干个位置采集点，并将其依次标记为采位点i，i=1、……、n，n为自然数；获取到每个采位点i的坐标位置，将每个采位点i的坐标位置与上一个绞合线材对应的坐标位置进行距离长度的计算，得到每个采位点i的节距值，并记为单点节距值ZJi，将所有单点节距值ZJi相加求和取均值。
3.根据权利要求1所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤31中，张力值通过以下方式获取得到的；
通过设置若干个时间采集点，并将其依次标记为采时点j，j=1、……、m，m为自然数；获取到绞合线材在每个采时点的张力值，将所有的张力值相加求和取均值。
4.根据权利要求3所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，采位点i与采时点j关系为：；其中，/>表示为相邻两个采时点的时间间隔，/>表示为相邻两个采位点的距离值，V为绞合线材的绞合传动速度。
5.根据权利要求1所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤33中，若缆体绞合值ZL处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合合格信号；
若缆体绞合值ZL不处于缆体绞合预设范围值时，则生成绞合预合格信号。
6.根据权利要求4所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤34中，获取到钢丝绞合的节距值ZJg和PE条绞合的节距值ZJp，通过公式，计算得到绞合节距值ZLJ；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合节距值ZLJz，并与绞合节距标准值ZLJB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合节距差值CLJz，将所有绞合节距差值CLJz相加求和，得到绞合节距偏差总值ZCLJ；其中，z表示已完成绞合的圈数，且z为正整数。
7.根据权利要求6所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤34中，获取到钢丝绞合的张力值ZLg和PE条绞合的张力值ZLp，通过公式，计算得到绞合张力值ZLL；
在接收到绞合预合格信号时，获取到每绞合一圈时的绞合张力值ZLLz，并与绞合张力标准值ZLLB进行差值计算，得到每绞合一圈的绞合张力差值CLLz，将所有绞合张力差值CLz相加求和，得到绞合张力偏差总值ZCLL；其中，z表示已完成绞合的圈数，z为正整数。
8.根据权利要求7所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤35中，若绞合节距偏差总值ZCLJ处于绞合节距偏差总范围值时，则生成节距偏差合格信号；
若绞合张力偏差总值ZCLL处于绞合张力偏差总范围值时，则生成张力偏差合格信号。
9.根据权利要求8所述的一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡制备工艺，其特征在于，在步骤35中，当同时得到节距偏差合格信号和张力偏差合格信号时生成调整信号；获取到绞合节距偏差总值ZCLJ和绞合张力偏差总值ZCLL，通过公式，计算得到调整系数XT。
10.一种海底光缆LWP缆与铠装缆缆型过渡设备，其特征在于，包括LWP缆芯（1）；
在LWP缆芯（1）上套设有钢带（2），钢带（2）上套设有护套（3），LWP缆芯（1）、钢带（2）与护套（3）之间均预留有过渡空间，在过渡空间上预留有过渡结构；过渡结构包括：
钛丝（4），钢带（2）上卷绕有钛丝（4），LWP缆芯（1）、钢带（2）和护套（3）的表面均套设有热缩管（5），热缩管（5）上绞合有钢丝（6），钢丝（6）的间隙处绞合有PE条（7）。
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