CN205911042U - 一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，包括由内到外依次设置的型线阻水铜导体，导体屏蔽层，绝缘层，绝缘屏蔽层，阻水带绕包层，金属护层，聚乙烯护层，填充保护层，光纤单元，内衬层，铠装层和外护层；所述的型线阻水铜导体由中心导体线芯、梯形铜单线、阻水填充材料组成。本实用新型的电缆具有电能传输、光通信传输、温度监测、故障报警功能，可以满足2000mm²及以上大截面导体连续生产，且同截面导体与紧压导体相比，导体外径小，填充系数高，阻水性能优异，具有传输载流量大、介质损耗低、生产效率高、运行维护方便等优点，引领了世界线缆产业的技术创新。

Description

一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆

技术领域

本实用新型涉及一种光纤复合海底电力电缆，特别涉及一种采用大截面型线导体500kV电压等级交流海底电缆和海底光缆功能的复合型海底电缆，本实用新型属于水下使用的高压交流电缆技术领域。

背景技术

2000mm²截面及以下导体目前可采用紧压圆形导体，但截面超过2000mm²截面时，现有设备能力无法满足，但电网未来需求传输容量越来越大，这就需要开发新型结构的大截面阻水导体适应更高传输容量海缆的需要，大截面型线导体结构紧密，填充系数高，阻水性能优异，可以满足水下输电需要和大长度生产。

我国海洋开发和近海岛屿工业和旅游业的快速发展，对电力传输的需求越来越大，原220kV及以下海缆线路已不能满足快速增长的电力需求，沿海风电的发展也需要越来越多的高压海缆把风能发出的电能传输的临近电网，岛屿之间供电输电容量需求也越来越大，因此500kV海底电力电缆已迫切需要。为保证供电稳定性，对500kV交联聚乙烯绝缘海底电力电缆运行时各层温度监视已十分必要，对于敷设环境复杂的海缆来说，通过监测电缆导体温度，及时为电缆载流量负荷提供指导，使海缆最大限度地发挥输送能力；且光纤还可以作为通信传输，避免二次布线，节约成本和施工费用。这对于500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆设计、运行和应用具有重要意义。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，该电缆是一种电力传输和光纤通信功能综合在一起的光纤复合海底电缆，该海底电缆不但能完成正常的电能传输和光通信传输，而且具有温度监测、故障报警功能，也具有便于安装敷设和维护等优点。海底电缆具有系统设计复杂、使用环境恶劣多变、产品制造装备和工艺要求高的难点，也是海上风电和岛屿供电开发领域电力和通信传输的迫切需要，开发500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆符合国家政策和市场需求。

技术方案：本实用新型所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，包括型线阻水铜导体，导体屏蔽层，绝缘层，绝缘屏蔽层，阻水带绕包层，金属护层，聚乙烯护层，填充保护层，光纤单元，内衬层，铠装层和外护层；在型线阻水铜导体外设置有导体屏蔽层，在导体屏蔽层外设置有绝缘层，在绝缘层外设置有绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外设置有阻水带绕包层，在阻水带绕包层外设置有金属护层，在金属护层外设置有聚乙烯护层，在聚乙烯护层外设置有填充保护层，在填充保护层间隙中设置有光纤单元，在填充保护层外设置有内衬层，在内衬层外设置有铠装层，在铠装层外设置有外护层，所述的光纤单元包括光纤，阻水油膏，不锈钢管和塑料护层；

所述的型线阻水铜导体由中心导体线芯、梯形铜单线、阻水填充材料组成。

进一步的，所述中心导体线芯采用镀金属层或不镀金属层的圆形铜单线分层紧压绞和制成，中心导体线芯根据整个导体截面选择具有单层绞和、或具有多层单丝分层紧压绞和制成，在中心导体线芯外层根据梯形铜单线尺寸及导体截面设计依次设置多层不同根数的梯形铜单线，各层梯形铜单线的尺寸选择相同或者不同；在中心导体线芯每一层间隙和梯形铜单线间隙中分别设置有阻水填充材料，阻水填充材料采用阻水带、阻水粉、阻水纱或阻水胶中一种或者几种一起使用。

进一步的，所述阻水带绕包层采用半导电阻水带材料重叠绕包在绝缘屏蔽上，阻水带体积电阻率＜1×10⁵Ω.cm，作为缓冲保护层和纵向阻水层。

进一步的，所述金属护层采用连续密封结构，采用加工性能优异的合金铅直接挤包在半导电阻水带绕包层上，作为径向防水层。

进一步的，所述的聚乙烯护层采用半导电聚乙烯或绝缘聚乙烯热塑性护套料直接挤包在金属护层上，进一步作为径向防水层。

进一步的，所述的外护层由沥青涂覆和直径2~4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包铠装层上组成，沥青采用高熔点、高粘附、耐脆裂性专用沥青，PP纤维绳采用耐磨、抗腐蚀等高强度材料。

进一步的，所述铠装层采用圆铜丝或扁铜丝缠绕组成，或采用圆钢丝或扁钢丝缠绕组成。

有益效果：本实用新型的有益效果如下：

（1）大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆具有电能传输、光通信传输、温度监测、故障报警功能，可以满足2000mm²及以上大截面导体连续生产，且同截面导体与紧压导体相比，导体外径小，填充系数高，阻水性能优异，具有传输载流量大、介质损耗低、生产效率高、运行维护方便等优点，引领了世界线缆产业的技术创新；

（2）大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆填补了国、内外空白；

（3）大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆顺应了国家资源开发策略，满足国家能源建设安全的需要，对我国经济发展产生深远的影响。

附图说明

图1为本实用新型电缆结构剖视图；

图2为本实用新型的光纤单元结构示意图；

图3为本实用新型的型线阻水铜导体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆包括型线阻水铜导体1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、阻水带绕包层5、金属护层6、聚乙烯护层7，填充保护层8、光纤单元9，内衬层10，铠装层11、外护层12。在型线阻水铜导体1外设置有导体屏蔽层2，在导体屏蔽层2外设置有绝缘层3，在绝缘层3外设置有绝缘屏蔽层4，在绝缘屏蔽层4外设置有阻水带绕包层5，在阻水带绕包层5外设置有金属护层6，在金属护层6外设置有聚乙烯护层7，在聚乙烯护层7外设置有填充保护层8，在填充保护层8间隙中设置有光纤单元9，在填充保护层8外设置有内衬层10，在内衬层10外设置有铠装层11，在铠装层11外设置有外护层12，光纤单元9由光纤13、阻水油膏14、不锈钢管15和塑料护层16组成。

如图3所示，所述的型线阻水铜导体由中心导体线芯17、梯形铜单线18、阻水填充材料19组成。中心导体线芯17采用镀金属层或不镀金属层的圆形铜单线分层紧压绞和制成，中心导体线芯根据整个导体截面选择具有单层绞和或具有多层单丝分层紧压绞和制成，在中心导体线芯17外层根据梯形铜单线尺寸及导体截面设计依次设置多层不同根数的梯形铜单线，各层梯形铜单线的尺寸可以相同也可以不同，在中心导体每一层间隙和梯形铜单线间隙中设置有阻水填充材料，阻水填充材料采用阻水带、阻水粉、阻水纱或阻水胶中一种或者几种一起使用。

所述的导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4采用同时挤出方式。

所述的导体屏蔽层2采用半导电捆扎阻水带绕包+超光滑半导电屏蔽料挤包组成。

所述的绝缘层3采用超洁净交联聚乙烯材料均匀的挤包在导体屏蔽上。

所述的绝缘屏蔽层4采用超光滑半导电屏蔽料直接挤包在绝缘层上。

所述的阻水带绕包层5采用半导电阻水带材料重叠绕包在绝缘屏蔽上，阻水带体积电阻率＜1×10⁵Ω.cm，作为缓冲保护层和纵向阻水层。

所述的金属护层6采用连续密封结构，采用加工性能优异的合金铅直接挤包在半导电阻水带绕包层上，作为径向防水层。

所述的聚乙烯护层7采用半导电聚乙烯或绝缘聚乙烯热塑性护套料直接挤包在金属护层上，进一步作为径向防水层。

所述的填充保护层8为采用高强度热塑性材料连续挤出加工的圆柱体。

所述光纤单元9设置有1~4组，每组光纤单元含有1~36芯。

如图2所示，所述的光纤14采用全色谱、筛选应力高的海缆专用光纤。所述的不锈钢管15采用切边保护焊接工艺和在线余长控制工艺。所述的塑料护层16采用高强度防腐热塑性材料挤包组成。

所述的内衬层10采用直径2~4mm的高强度聚丙烯PP纤维绳绕包结构。

所述的铠装层11采用采用圆铜丝或扁铜丝缠绕组成，也可采用圆钢丝或扁钢丝缠绕组成。

所述的外护层12由沥青涂覆和直径2~4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包铠装层上组成，沥青采用高熔点、高粘附、耐脆裂性专用沥青，PP纤维绳采用耐磨、抗腐蚀等高强度材料。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：包括型线阻水铜导体（1），导体屏蔽层（2），绝缘层（3），绝缘屏蔽层（4），阻水带绕包层（5），金属护层（6），聚乙烯护层（7），填充保护层（8），光纤单元（9），内衬层（10），铠装层（11）和外护层（12）；在型线阻水铜导体（1）外设置有导体屏蔽层（2），在导体屏蔽层（2）外设置有绝缘层（3），在绝缘层（3）外设置有绝缘屏蔽层（4），在绝缘屏蔽层（4）外设置有阻水带绕包层（5），在阻水带绕包层（5）外设置有金属护层（6），在金属护层（6）外设置有聚乙烯护层（7），在聚乙烯护层（7）外设置有填充保护层（8），在填充保护层（8）间隙中设置有光纤单元（9），在填充保护层（8）外设置有内衬层（10），在内衬层（10）外设置有铠装层（11），在铠装层（11）外设置有外护层（12），所述的光纤单元（9）包括光纤（13），阻水油膏（14），不锈钢管（15）和塑料护层（16）；

所述的型线阻水铜导体（1）由中心导体线芯（17）、梯形铜单线（18）、阻水填充材料（19）组成。

2.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述中心导体线芯（17）采用镀金属层或不镀金属层的圆形铜单线分层紧压绞和制成，中心导体线芯（17）根据整个导体截面选择具有单层绞和、或具有多层单丝分层紧压绞和制成，在中心导体线芯（17）外层根据梯形铜单线尺寸及导体截面设计依次设置多层不同根数的梯形铜单线（18），各层梯形铜单线（18）的尺寸选择相同或者不同；在中心导体线芯（17）每一层间隙和梯形铜单线（18）间隙中分别设置有阻水填充材料（19），阻水填充材料（19）采用阻水带、阻水粉、阻水纱或阻水胶中一种或者几种一起使用。

3.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述阻水带绕包层（5）采用半导电阻水带材料重叠绕包在绝缘屏蔽（4）上，阻水带体积电阻率＜1×10⁵Ω.cm，作为缓冲保护层和纵向阻水层。

4.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述金属护层（6）采用连续密封结构，采用加工性能优异的合金铅直接挤包在半导电阻水带绕包层（5）上，作为径向防水层。

5.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述的聚乙烯护层（7）采用半导电聚乙烯或绝缘聚乙烯热塑性护套料直接挤包在金属护层（6）上，进一步作为径向防水层。

6.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述的外护层（12）由沥青涂覆和直径2~4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包铠装层上组成，沥青采用高熔点、高粘附、耐脆裂性专用沥青，PP纤维绳采用耐磨、抗腐蚀等高强度材料。

7.根据权利要求1所述的一种大截面型线导体500kV光纤复合交流海底电缆，其特征在于：所述铠装层（11）采用圆铜丝或扁铜丝缠绕组成，或采用圆钢丝或扁钢丝缠绕组成。