CN207068509U - 大截面光电复合高压海底电缆 - Google Patents

Abstract

一种大截面光电复合高压海底电缆，包括中空导体结构，中空导体结构外由内至外依次设置有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层、金属套、外护套层、内衬层、铠装层及外被层；中空导体结构中，中心支撑管外重叠绕包有半导电阻水带层，半导电阻水带层外设置有由多层截面为梯形的铜单丝绞合而成的导体层，每层梯形铜单丝外重叠绕包有导体半导电阻水带层，光纤单元平拖于中心支撑管内部。本实用新型提供的大截面光电复合高压海底电缆，可以解决目前海底电缆结构落后，性能较低和成本较高的问题，性能优越，运行更加安全可靠。

Description

大截面光电复合高压海底电缆

技术领域

本实用新型涉及海底电缆领域，尤其是一种大截面光电复合高压海底电缆。

背景技术

目前中国海底电缆生产企业较少，企业主要参照国家标准进行设计开发生产销售海底电缆，产品主体结构由内向外依次为导体、半导电阻水带、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、阻水层、金属套、外护套、内衬层、光纤单元、铠装层、外被层。

现有技术的缺点/不足：

电缆结构落后，性能较低，成本较高：

1、导体为紧压绞合圆形结构，集肤效应严重，导体利用率低。

2、导体整体紧压程度较小，外径较大，成本较高。

3、导体绞合紧压时铜单丝冷变形，电导率降低。

4、光纤单元缠绕于内衬层中，有缠绕消耗，而且制造敷设时易受弯曲损坏。

5、内衬层厚度和光纤单元直径一致，外径较大，成本较高。

随着国家重点开发海洋战略的推进，海洋产业经济在飞速的发展，逐渐成为我国经济发展的主体，因此海岛电力输送显得尤为重要。海底电缆作为海岛电力输电专用设备，其安装敷设之后能否长期安全可靠输电显得尤为重要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大截面光电复合高压海底电缆，可以解决目前海底电缆结构落后，性能较低，成本较高的问题，性能优越，运行更加安全可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种大截面光电复合高压海底电缆，

包括中空导体结构，中空导体结构外由内至外依次设置有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、阻水层、金属套、外护套层、内衬层、铠装层及外被层；

中空导体结构中，中心支撑管外重叠绕包有半导电阻水带层，半导电阻水带层外设置有由多层截面为梯形的铜单丝绞合而成的导体层，每层梯形铜单丝外重叠绕包有导体半导电阻水带层，光纤单元平拖于中心支撑管内部；

金属套为外表面涂覆有沥青层的平铅管；

外护套层为采用连续挤包方式设置于平铅管外表面的高密度聚乙烯层；

内衬层为密排缠绕于外护套层外表面的单层聚丙烯绳，聚丙烯绳外表面涂覆有沥青层；

外被层中，两层聚丙烯绳分层反向密排缠绕在铠装层外表面，每层的聚丙烯绳表面均涂覆沥青层；

光纤单元中，松套管内设置有光纤，松套管外纵包有缓冲阻水带层。

中心支撑管为皱纹铜管。

光纤单元平拖于中心支撑管内部的方法为：光纤单元和铜带同步平拖过喇叭模口，在模具作用下，铜带形成平铜管将光纤单元包覆，并经氩弧焊接和轧纹形成无缝皱纹铜管。

导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层采用三层共挤的方式设置于中空导体结构外。

铠装层为密排缠绕在内衬层外表面的非磁性金属丝层。

导体层中，多根梯形铜单丝按照非退扭绞合方式排列形成导体层，最外层绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反。

本实用新型提供的大截面光电复合高压海底电缆，有益效果如下：

1、导体采用中空圆形结构，大大降低集肤效应，导体利用率显著提高。

2、导体绞合采用梯形单丝，提高了导体紧密程度，减小外径，降低成本。

3、导体采用非紧压绞合方式，退火单丝无冷变形，保持较高的电导率。

4、光纤单元平拖于导体的中空位置，不但免除缠绕消耗，降低成本，而且免受制造敷设时的弯曲损坏，可靠性高。

5、内衬层采用密排缠绕于外护套层外表面的单层聚丙烯绳，厚度减薄，外径减小，成本降低。

经过对该大截面光电复合高压海底电缆进行检测，结果表明各项性能均符合设计要求。与原海底电缆相比，结构优化，性能较高，成本较低，安全可靠。该电缆可敷设使用于海底，供大陆与海岛之间、海岛与海岛之间输电，性能优越，运行更加安全可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1中，一种大截面光电复合高压海底电缆，

包括中空导体结构，中空导体结构外由内至外依次设置有导体屏蔽层5、绝缘层6、绝缘屏蔽层7、阻水层8、金属套9、外护套层10、内衬层11、铠装层12及外被层13。

中空导体结构中，中心支撑管2外重叠绕包有半导电阻水带层14，半导电阻水带层14外设置有由多层截面为梯形的铜单丝绞合而成的导体层3，每层梯形铜单丝外重叠绕包有导体半导电阻水带层4，光纤单元1平拖于中心支撑管2内部。

半导电阻水带层14和导体半导电阻水带层4的半导电阻水带厚度为0.3毫米，宽度值与绕包外径值相当。

金属套9为外表面涂覆有沥青层的平铅管，采用挤包结构，由合金铅连续无缝挤出形成平铅管包覆在阻水层8外表面，平铅管表面涂覆沥青层；

平铅管标称厚度为0.03×D+1.1毫米（D为金属套前假定直径），当不能满足容量要求时应增加厚度，沥青层近似厚度为0.2毫米。

外护套层10为采用连续挤包方式设置于平铅管外表面的高密度聚乙烯层，根据不同敷设方式的电气要求，可选择绝缘型高密度聚乙烯或护套型高密度聚乙烯；可根据环境需要增加防蛀层；

外护套层10的标称厚度为0.03×D+0.6毫米（D为外护套前假定直径）。

内衬层11为密排缠绕于外护套层10外表面的单层聚丙烯绳，聚丙烯绳外表面涂覆有沥青层；

聚丙烯绳为圆形，其直径为2毫米，沥青层的近似厚度为0.2毫米。

外被层13中，两层聚丙烯绳分层反向密排缠绕在铠装层12外表面，每层的聚丙烯绳表面均涂覆沥青层；

聚丙烯绳为圆形，其直径为2毫米，沥青近似厚度为0.2毫米。

光纤单元1中，松套管内设置有光纤，松套管外纵包有缓冲阻水带层。

中心支撑管2为皱纹铜管。

光纤单元1平拖于中心支撑管2内部的方法为：光纤单元1和铜带同步平拖过喇叭模口，在模具作用下，铜带形成平铜管将光纤单元1包覆，并经氩弧焊接和轧纹形成无缝皱纹铜管。

导体屏蔽层5、绝缘层6和绝缘屏蔽层7采用三层共挤方式设置于中空导体结构外，层间紧密结合。

110kV电压等级时，导体屏蔽层5、绝缘层6和绝缘屏蔽层7的标称厚度分别为1.5毫米、16毫米、1.0毫米，

220kV电压等级时，导体屏蔽层5、绝缘层6和绝缘屏蔽层7的标称厚度分别为1.8毫米、24毫米、1.2毫米。

绝缘层6的材料优选为超纯净交联聚乙烯绝缘层，导体屏蔽层5和绝缘屏蔽层7的材料优选为超光滑交联型半导电屏蔽料。

铠装层12为密排缠绕在内衬层11外表面的非磁性金属丝层（例如扁铜丝），当要求很强拉力和机械保护时，可选择钢丝和双层铠装结构；

扁铜丝标称厚度为2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米，钢丝标称直径为4.0毫米、5.0毫米、6.0毫米、8.0毫米，允许采用更大规格的非磁性金属丝。

导体层3中多根梯形铜单丝按照非退扭绞合方式排列形成导体层，最外层绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反。

阻水层8采用绕包结构，由两层半导电阻水膨胀带重叠绕包在绝缘屏蔽层7外表面。

本实用新型的生产工艺如下：

1、中空导体结构

中空导体结构为中空圆形，以皱纹铜管为中心支撑管2，将多根梯形铜单丝按照非退扭绞合方式排列，最外层绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反，导体绞合紧密、结构稳定，在皱纹铜管外重叠绕包两层半导电阻水带形成半导电阻水带层14，在每层梯形铜单丝外重叠绕包一层半导电阻水带形成导体半导电阻水带层（4），绕包紧密、平整。

导体绞合节径比不大于13倍，半导电阻水带绕包重叠率不小于15%。

梯形铜单丝为截面为梯形的铜单丝，通过模孔为梯形的模具拉制而成。

2、屏蔽和绝缘生产工艺

屏蔽和绝缘采用挤包结构，导体屏蔽、交联聚乙烯绝缘、绝缘屏蔽采用三层共挤干式交联生产工艺，层间紧密结合。

屏蔽采用超光滑交联型半导电屏蔽料挤包并交联，绝缘屏蔽应不可剥离，表面光滑，无明显凸纹、尖角、颗粒、烧焦、脱料、擦伤等缺陷。

绝缘采用超净可交联聚乙烯绝缘料挤包并交联，表面光滑，无明显凸纹、尖角、颗粒、烧焦、脱料、擦伤等缺陷。

屏蔽和绝缘的平均厚度应不小于标称厚度，最小厚度应不小于标称厚度的90%，线芯偏心度不大于8%。

3、阻水层8

阻水层采用绕包结构，将两层半导电阻水膨胀带重叠绕包形成阻水层，绕包紧密、平整。

半导电阻水膨胀带绕包重叠率不小于15%。

4、金属套9

金属套9采用挤包结构，将合金铅连续无缝挤出形成平铅管状包覆并冷却形成金属套，平铅管下留缓冲间隙，表面平滑，截面圆整，平铅管表面涂覆沥青。

平铅管的平均厚度应不小于标称厚度，最小厚度应不小于标称厚度的90%-0.1毫米。

5、外护套层10

外护套层10采用挤包结构，将高密度聚乙烯连续挤出包覆并冷却形成外护套，包覆紧密，外观应圆整、平滑、无损伤。

外护套的平均厚度应不小于标称厚度，最小厚度应不小于标称厚度的85%-0.1毫米。

6、内衬层11

内衬层11采用缠绕结构，将单层聚丙烯绳密排缠绕形成内衬层，缠绕方向为右向，聚丙烯绳根数适当变更，排列紧密，缠绕均匀、平服、圆整，聚丙烯绳外涂覆沥青。

聚丙烯绳缠绕节径比不大于2倍。

7、铠装层12

铠装层12采用缠绕结构，将非磁性金属丝密排缠绕形成铠装层，缠绕方向为左向，金属丝排列应紧密，使相邻金属丝间的间隙为最小。

非磁性金属丝缠绕节径比不大于14倍。

8、外被层13

外被层13采用缠绕结构，将两层聚丙烯绳分层反向密排缠绕形成外被层，内层缠绕方向为右向，聚丙烯绳根数适当变更，排列紧密，缠绕均匀、平服、圆整，每层的聚丙烯绳外均涂覆沥青。

聚丙烯绳缠绕节径比不大于2倍。

9、光纤单元1平拖工艺

光纤单元1和铜带同步平拖过喇叭模口，在模具作用下，铜带形成平铜管将光纤单元包覆，并经氩弧焊接和轧纹形成无缝皱纹铜管。

Claims (5)

1.一种大截面光电复合高压海底电缆，其特征在于：

包括中空导体结构，中空导体结构外由内至外依次设置有导体屏蔽层（5）、绝缘层（6）、绝缘屏蔽层（7）、阻水层（8）、金属套（9）、外护套层（10）、内衬层（11）、铠装层（12）及外被层（13）；

中空导体结构中，中心支撑管（2）外重叠绕包有半导电阻水带层（14），半导电阻水带层（14）外设置有由多层截面为梯形的铜单丝绞合而成的导体层（3），每层梯形铜单丝外重叠绕包有导体半导电阻水带层（4），光纤单元（1）平拖于中心支撑管（2）内部；

金属套（9）为外表面涂覆有沥青层的平铅管；

外护套层（10）为采用连续挤包方式设置于平铅管外表面的高密度聚乙烯层；

内衬层（11）为密排缠绕于外护套层（10）外表面的单层聚丙烯绳，聚丙烯绳外表面涂覆有沥青层；

外被层（13）中，两层聚丙烯绳分层反向密排缠绕在铠装层（12）外表面，每层的聚丙烯绳表面均涂覆沥青层；

光纤单元（1）中，松套管内设置有光纤，松套管外纵包有缓冲阻水带层。

2.根据权利要求1所述的大截面光电复合高压海底电缆，其特征在于：中心支撑管（2）为皱纹铜管。

3.根据权利要求1所述的大截面光电复合高压海底电缆，其特征在于：导体屏蔽层（5）、绝缘层（6）和绝缘屏蔽层（7）采用三层共挤的方式设置于中空导体结构外。

4.根据权利要求1所述的大截面光电复合高压海底电缆，其特征在于：铠装层（12）为密排缠绕在内衬层（11）外表面的非磁性金属丝层。

5.根据权利要求1所述的大截面光电复合高压海底电缆，其特征在于：导体层（3）中多根梯形铜单丝按照非退扭绞合方式排列形成导体层，最外层绞合方向为左向，相邻层绞合方向相反。