CN204029421U - 一种轻量型光纤复合海底电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻量型光纤复合海底电缆，包括：绞合在一起的三根电力线芯和一根光缆单元，所述电力线芯由内层至外层依次包括：阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、半导电阻水层和外护套，所述绝缘层为抗水树型交联聚乙烯绝缘层。通过上述方式，本实用新型能够减小海底电缆的重量及其外径，免去重金属污染；同时满足电力线芯的纵向阻水要求及金属屏蔽层与铠装层的等电位技术要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电缆领域，特别是涉及一种轻量型光纤复合海底电缆。
背景技术
国内海底电缆种类大致分为：自容式充油海底电缆、浸渍纸绝缘海底电缆、挤包绝缘（交联聚乙烯、乙丙橡胶）海底电缆。其中自容式充油海底电缆和浸渍纸包海底电缆由于运行和维护时，容易造成环境污染和大量的维护费用，逐渐被挤包绝缘结构的海底电缆所取代。
目前大部分挤包绝缘三芯海底电缆结构如附图1所示，由以下结构组成：1-1.阻水导体、1-2.导体屏蔽层、1-3.交联聚乙烯绝缘层、1-4.绝缘屏蔽层、1-5.半导电缓冲阻水层、1-6.铅套、1-7.聚乙烯护套、1-8.填充层、1-9.内衬层、1-10.粗钢丝铠装层、1-11.外被层、1-12.光缆单元。此种结构海底电缆在近20年内被各种工程项目采用的案例比较多，由于其使用环境的特殊性，对海底电缆有极高要求的阻水性能。
传统型海底电缆（如附图1所示）通常采用连续挤包的铅套作为阻水层来实现海底电缆的径向阻水。然而采用铅套存在明显的弊端：
1.工厂必须有能耗超大的压铅或挤铅设备，且生产过程中存在重金属污染，设备投资大；
2.由于铅的比重很大，最终成品重量很重，给敷设带来不便；
3.铅蠕动性差，在潮汐或者震动下容易开裂。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种轻量型光纤复合海底电缆，能够减小海底电缆的重量及其外径，免去重金属污染；同时满足电力线芯的纵向阻水要求及金属屏蔽层与铠装层的等电位技术要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种轻量型光纤复合海底电缆，包括：绞合在一起的三根电力线芯和一根光缆单元，所述电力线芯由内层至外层依次包括：阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、半导电阻水层和外护套，所述绝缘层为抗水树型交联聚乙烯绝缘层。
在本实用新型一个较佳实施例中，每根所述电力线芯的外侧分别与相邻两根电力线芯相接触，且所述三根电力线芯和一根光缆单元外包覆有成缆包带，所述成缆包带与所述电力线芯和光缆单元之间填充有填充条。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述成缆包带外绕包有内衬层，所述内衬层外绕包有铠装层，所述铠装层外包覆有外被层。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述内衬层是由麻绳和沥青组成的。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述铠装层为钢丝铠装层。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述外被层是由两层麻绳和两层防腐沥青组成的。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述阻水导体是由若干层退火铜单线绞合而成的，且每层退火铜单线之间纵向搭盖包厚度为0.2mm的半导电阻水带。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述金属屏蔽层为0.1mm厚的紫铜带屏蔽层。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述半导电阻水层为0.2mm厚的半导电无纺布层。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述外护套为半导电聚乙烯外护套。
本实用新型的有益效果是：通过采用抗水树型交联聚乙烯绝缘材料做绝缘层，并在金属屏蔽层外重叠绕包紫铜带和半导电无纺布，可以省略掉重金属铅护套，从而大大减小海底电缆的重量及其外径，也免去了重金属污染；同时配合半导电聚乙烯外护套实现电力线芯的径向阻水功能，既满足电力线芯的纵向阻水要求，又能满足金属屏蔽层与铠装层等电位技术要求。
附图说明
图1是现有技术中挤包绝缘三芯海底电缆的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1-1、阻水导体，1-2、导体屏蔽层，1-3、交联聚乙烯绝缘层，1-4、绝缘屏蔽层，1-5、半导电缓冲阻水层，1-6、铅套，1-7、聚乙烯护套，1-8、填充层，1-9、内衬层，1-10、粗钢丝铠装层，1-11、外被层，1-12、光缆单元；
图2是本实用新型一种轻量型光纤复合海底电缆一较佳实施例的结构示意图；
图3是图2所示一种轻量型光纤复合海底电缆的截面结构示意图；
附图中各部件的标记如下： 2-1、阻水导体，2-2、导体屏蔽层，2-3、绝缘层，2-4、绝缘屏蔽层，2-5、金属屏蔽层，2-6、半导电阻水层，2-7、外护套，2-8、成缆包带，2-9、填充条，2-10、内衬层，2-11、铠装层，2-12、外被层，2-13、光缆单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图2和图3，本实用新型实施例包括：
一种轻量型光纤复合海底电缆，适用于海上石油平台或者过江过河的中、低压光纤复合海底电缆，包括：绞合在一起的三根电力线芯和一根光缆单元2-13、以及包覆三根电力线芯和一根光缆单元2-13的成缆包带2-8、填充在所述成缆包带2-8与所述电力线芯和光缆单元2-13之间的填充条2-9、绕包在所述成缆包带2-8外侧的内衬层2-10、绕包在所述内衬层2-10外侧的铠装层2-11和包覆在所述铠装层2-11外侧的外被层2-12。
所述电力线芯由内层至外层依次包括：阻水导体2-1、导体屏蔽层2-2、绝缘层2-3、绝缘屏蔽层2-4、金属屏蔽层2-5、半导电阻水层2-6和外护套2-7，所述阻水导体2-1是由若干层退火铜单线绞制而成的，铜单丝抗拉强度在280~295N/mm2之间，铜单丝伸长率在30%~35%，且每层退火铜单线在绞合的时候，采用厚度为0.2mm的半导电阻水带纵包，来实现阻水导体2-1的纵向阻水；所述绝缘层2-3为抗水树型交联聚乙烯绝缘层，具有优越的抗水树性能，优异的强度和韧性，符合标准的电气性能等且具有良好的加工性能。
导体屏蔽层2-2、绝缘层2-3、绝缘屏蔽层2-4采用德国TROESTER公司锥形十字机头，完美的分层流道设计，三层共挤而成，保证大长度绝缘线芯的生产；生产而成的绝缘线芯的高圆整度在99.8%以上，偏心率低于5%，采用立式交联生产线生产，避免因重力作用而造成的线芯不圆整，偏心度偏大的问题。
每根所述电力线芯的外侧分别与相邻两根电力线芯相接触，且所述三根电力线芯和一根光缆单元2-13通过立式成缆机绞合成一根成缆线芯，并采用成缆包带2-8包覆，所述成缆包带2-8与所述电力线芯和光缆单元2-13之间填充有填充条2-9。
所述绝缘屏蔽层2-4外侧重叠绕包一层金属屏蔽层2-5和半导电阻水层2-6，所述金属屏蔽层2-5为0.1mm厚的紫铜带屏蔽层，所述半导电阻水层2-6为0.2mm厚的半导电无纺布层，可用来承载系统发生短路时的电流。
所述外护套2-7为半导电聚乙烯外护套，其作为径向阻水层，并且使金属屏蔽层2-5与铠装层2-11等电位连接。
所述内衬层2-10是由麻绳和沥青组成的，绕包在所述成缆包带2-8的外侧，起到缓冲作用，避免铠装层2-11压伤成缆线芯。
所述铠装层2-11为钢丝铠装层，绕包在所述内衬层2-10的外侧，采用特殊的预扭装置设计，保证大长度海底电缆钢丝铠装无内应力。
所述外被层2-12是由两层麻绳和两层防腐沥青组成的，绕包在所述铠装层2-11的外侧。
本实用新型主要针对海上石油平台或者过江过河的中、低压光纤复合海底电缆，其中：1.利用高紧压阻水导体技术，在满足绞合导体电阻的前提下，选择抗拉强度在280~295N/mm2之间，伸长率在30%~35%范围的铜单丝；2.抗水树型交联聚乙烯绝缘层配合紫铜带屏蔽层结构来替代掉又重又难生产的重金属铅护套，此种新型结构，尤其是针对大长度的海底电缆，成品重量可以减轻45%左右，成品外径可以减小10%左右，在有限的存储盘空间内，可以装有更长的线芯，来满足客户单根无接头的要求；3.采用半导电聚乙烯外护套，这样既满足电力线芯的纵向阻水要求，又能满足金属屏蔽层与铠装层等电位技术要求。
本实用新型揭示了一种轻量型光纤复合海底电缆，通过采用抗水树型交联聚乙烯绝缘材料做绝缘层，并在金属屏蔽层外重叠绕包紫铜带和半导电无纺布，可以省略掉重金属铅护套，从而大大减小海底电缆的重量及其外径，也免去了重金属污染；同时配合半导电聚乙烯外护套实现电力线芯的径向阻水功能，既满足电力线芯的纵向阻水要求，又能满足金属屏蔽层与铠装层等电位技术要求。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，包括：绞合在一起的三根电力线芯和一根光缆单元，所述电力线芯由内层至外层依次包括：阻水导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、半导电阻水层和外护套，所述绝缘层为抗水树型交联聚乙烯绝缘层。
2.根据权利要求1所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，每根所述电力线芯的外侧分别与相邻两根电力线芯相接触，且所述三根电力线芯和一根光缆单元外包覆有成缆包带，所述成缆包带与所述电力线芯和光缆单元之间填充有填充条。
3.根据权利要求2所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述成缆包带外绕包有内衬层，所述内衬层外绕包有铠装层，所述铠装层外包覆有外被层。
4.根据权利要求3所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述内衬层是由麻绳和沥青组成的。
5.根据权利要求3所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述铠装层为钢丝铠装层。
6.根据权利要求3所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述外被层是由两层麻绳和两层防腐沥青组成的。
7.根据权利要求1所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述阻水导体是由若干层退火铜单线绞合而成的，且每层退火铜单线之间纵向搭盖包厚度为0.2mm的半导电阻水带。
8.根据权利要求1所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述金属屏蔽层为0.1mm厚的紫铜带屏蔽层。
9.根据权利要求1所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述半导电阻水层为0.2mm厚的半导电无纺布层。
10.根据权利要求1所述的轻量型光纤复合海底电缆，其特征在于，所述外护套为半导电聚乙烯外护套。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111524644A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 中天科技海缆有限公司 | 海底电缆 |
| WO2024001305A1 (zh) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 中天科技海缆股份有限公司 | 动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法 |
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