CN204315285U - 可监测温度的海底电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可监测温度的海底电力电缆，其包括两组光缆单元、一导体，依次包覆在该导体外侧的屏蔽层、XLPE绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层、金属护套、半导体护套、内衬层、填充层、垫层、金属铠装层以及外被层，所述的两组光缆单元对称地布置所述填充层内，该光缆单元的直径与所述填充层的宽度相等，其中，所述光缆单元的直径为所述可监测温度的海底电力电缆的直径的0.05倍，该光缆单元由三组等径光纤以及包裹在该三组光纤外侧的护套组成。当海缆受到外界环境因素的影响产生故障出现漏电流现象时，所述光缆单元可以通过监测的温度的变化判断故障是否发生，可以及时派人维修，避免产生更大的故障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海底电力电缆，尤其是涉及一种可监测温度的海底电力电缆。
背景技术
随着海底电缆的工作长度的增加，以及传输容量的不断增加，对于传输可靠性及传输容量的可控性，提出了更高的要求。海缆运行的时期容易受到海水冲刷、侵蚀等因素的影响，易造成海缆的阻水性能变差、绝缘老化，使海缆产生漏电流，从而造成海缆在故障点处温度升高，进而引起更大的故障。其次，海缆负荷电流的变化，也会使海缆的温度产生变化。因此，海缆的温度变化可以反映海缆的运行状况，海缆温度监测的研究对于确保电网安全稳定运行、构建坚强智能电网具有非常重要的意义。
现代的海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号。例如201210221731.X、200880100878.5以及201410166653.7等所述。《光纤温度传感器在电力电缆监测中的应用》（电力系统通信.第33卷第233期.王虎等）公开了光纤传感器在海底电力电缆的温度监测方面的应用，其分布式的电缆结构可以作为电缆结构设计的参考。
通过改变层叠结构，改变电缆性能是可行的，例如201220465601.6所述，该案涉及的电缆结构可以作为本案的参考，该案通过改变导体外层叠结构来提高电缆的抗机械外力以及综合性能。在设计电缆结构时不可避免的涉及到了电缆的各层尺寸，索尼化学的挠性扁形电缆（专利号：200580016710.2）和用于海洋和海底电缆的原电路（专利号：201180017927.0）公开了部分结构的尺寸，例如导体直径，绝缘层厚度等。
实用新型内容
本实用新型提出了一种可监测温度的海底电力电缆，通过设置光缆单元来确定故障点，感应电缆的温度变化，预防事故发生，给维修带来了便利。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种可监测温度的海底电力电缆，其特征在于，包括两组光缆单元、一导体以及依次包覆在该导体外侧的屏蔽层、XLPE绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层、金属护套、半导体护套、内衬层、填充层、垫层、金属铠装层和外被层，所述的两组光缆单元对称地布置所述填充层内，该光缆单元的直径与所述填充层的宽度相等，其中，所述光缆单元的直径为所述可监测温度的海底电力电缆的直径的0.05倍，该光缆单元由三组等径光纤以及包裹在该三组光纤外侧的护套组成。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，该可监测温度的海底电力电缆的直径为37.5mm，所述外被层的厚度为2mm，所述光缆单元的厚度为2mm，所述金属护套的外径为23.5mm。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，所述金属护套的厚度为所述可监测温度的海底电力电缆的直径的0.05倍。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，所述金属铠装层的厚度与所述光缆单元的直径相等。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，所述导体的直径为8.5mm。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，所述填充层为铜丝填充。
在本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆中，所述金属铠装层由镀锌钢丝环绕而成。
实施本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆，具有以下有益效果：当海缆受到外界环境因素的影响产生故障出现漏电流现象时，所述光缆单元可以通过监测的温度的变化判断故障是否发生，可以及时派人维修，避免产生更大的故障。光缆单元的厚度（0.05倍的电缆直径）选择可以保证其与被测电缆之间可以进行充分的热交换。
附图说明
图1为本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆的示意图；
图2为图1的局部示意图；
图3为图1的A处的局部示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至3所述的本实用新型的这种可监测温度的海底电力电缆100，其由两组光缆单元101、导体102、屏蔽层103、XLPE绝缘层104、绝缘屏蔽层105、阻水层106、金属护套107、半导体护套108、内衬层109、填充层110、垫层111、金属铠装层112以及外被层113组成。该海底电缆的截面为包覆的层状，由内向外依次为导体102、屏蔽层103、XLPE绝缘层104、绝缘屏蔽层105、阻水层106、金属护套107、半导体护套108、内衬层109、填充层110、垫层111、金属铠装层112以及外被层113。本实用新型的电缆为多层复合结构，将各层材料合理层叠，对结构提出改进，提高电缆的抗机械外力以及综合性能，进而在电力的高效率传输的同时，满足光缆信号的准确传输和测温的敏感应答。显然的，每一层的材料采用通常的定义方式，本申请不改进材料成分。
由于在不同传输容量下，电缆的温度是随着容量的提高而增加，通过在电缆填充层110内增加光缆单元101，由于光纤对温度的敏感性，所以这样对电缆的工作温度可以完全的可控。两组光缆单元101对称地布置在所述填充层110内，即相对于导体102圆形中心对称。电缆发生故障后，故障点处产生漏电流，温度相对升高，根据光缆单元监测到的温度变化可以判断故障发生；若电缆整体温度较高，可以通过降低电缆内传输容量来保证电缆的稳定运行，提高其使用寿命。该光缆单元101的直径与所述填充层110的厚度相等，该光缆单元101由三组等径光纤201以及包裹在该三组光纤201外侧的护套202组成。该结构可以保证任何方向的温度变化均能体现在每一光缆单元101上，根据各光纤201的温度的不同可以判断电缆的内外温度变化。为保证光缆单元101对电缆内外温度监测的敏感，所述光缆单元101的直径为所述可监测温度的海底电力电缆100的直径的0.05倍。
图3显示了本申请的可监测温度的海底电力电缆100对尺寸的优选。光缆单元101的直径与电缆外径的比例是本申请重要特征，此外，金属护套107和金属铠装层112可进行优选，为降低导体102变形、提高光缆敏感性。优选的，该可监测温度的海底电力电缆100的直径R为37.5mm，填充层110i=金属铠装层112k=2mm，金属护套107的外径为23.5mm。金属铠装层112的厚度等于0.05R是较佳的选择。23.5mm的金属护套107能保证内侧导体102的强度。外被层113可以是橡胶材料制成，其厚度l=2mm。
作为本实用新型的较佳实施例，导体102的直径a=8.5mm，屏蔽层103的厚度b=0.35mm，XLPE绝缘层104c=5.8mm，绝缘屏蔽层105d=0.35mm，阻水层106e=0.75mm，金属护套107f=1.5mm。半导体护套108将金属护套107和填充层110隔开，保证填充层110内的光缆单元101对形变的敏感，该半导体护套108的厚度g=0.5mm。内衬层109和垫层111作为间隔层，将填充层110与相邻层隔开，其厚度可以较低，例如内衬层109h=0.2mm、垫层111j=0.3mm。
本实用新型解决的是通过监测温度变化处理故障的问题，主要涉及截面层叠结构和尺寸的改变，不涉及每层材料。各层材料名称均采用通常解释，例如导体102采用多个绞合铜导体和阻水纱制成，屏蔽层103采用陶瓷短纤维材料，XLPE绝缘层104采用交联聚乙烯制成，绝缘屏蔽层105采用半导电乙丙橡胶，金属护套107为铅合金，半导体护套108例如是PE护套，内衬层109为交联聚乙烯绝缘材料，填充层110为铜丝。此外，本实施例未详尽的材料可参见现有技术的相关解释。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：包括两组光缆单元、一导体以及依次包覆在该导体外侧的屏蔽层、XLPE绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层、金属护套、半导体护套、内衬层、填充层、垫层、金属铠装层和外被层，所述的两组光缆单元对称地布置所述填充层内，该光缆单元的直径与所述填充层的宽度相等，其中，所述光缆单元的直径为所述可监测温度的海底电力电缆的直径的0.05倍，该光缆单元由三组等径光纤以及包裹在该三组光纤外侧的护套组成。
2.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：该可监测温度的海底电力电缆的直径为37.5mm，所述外被层的厚度为2mm，所述光缆单元的厚度为2mm，所述金属护套的外径为23.5mm。
3.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：所述金属护套的厚度为所述可监测温度的海底电力电缆的直径的0.04倍。
4.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：所述金属铠装层的厚度与所述光缆单元的直径相等。
5.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：所述导体的直径为8.5mm。
6.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：所述填充层为铜丝填充。
7.根据权利要求1所述的可监测温度的海底电力电缆，其特征在于：所述金属铠装层由镀锌钢丝环绕而成。
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