CN217902754U - 一种动态海缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动态海缆，包括缆芯，缆芯包括相互绞合的电单元、光单元和填充件；缆芯外包覆有内护套；铠装层，铠装层由多根绞合并环套于内护套外的扁平钢丝组成，各扁平钢丝之间设有间隙；抗磨层，抗磨层设置于相邻的铠装层之间；外护套，外护套包覆于铠装层外。扁平状的钢丝可以增大钢丝与内护套之间的接触面积，减小内护层应力集中的问题，在一定程度上也可以减小缆线的体积；且由于铠装层相邻的钢丝之间留有一定的空隙，可以降低缆线的抗弯刚度，提高海缆的柔性和抗拉强度，也减小了铠装层相邻钢丝之间的摩擦，提高钢丝的使用寿命；同时在相邻的铠装层之间设置抗磨层，减小相邻铠装层之间的摩擦，进一步提高钢丝的使用寿命，适于实用。

Description

一种动态海缆

技术领域

本实用新型涉及海底电缆技术领域，尤其是指一种动态海缆。

背景技术

目前，海上风电项目主要集中在潮间带和近海浅水区，但随着海上风电项目的快速发展，近海风电已经逐渐趋于饱和，海上风电逐步向着深远海发展；其中，动态海缆作为连接海面浮式平台与水下设备的重要构件，是实现平台与水下装备之间信号传输、电力供应等必不可少的一环；

动态海缆在海水中受到海洋水文、平台运动等的联合作用，长期处于复杂的受力状态下，需要具备好的抗拉、抗扭和耐疲劳性能，这些机械性能通常由缆线的铠装加强层决定；

现有动态海缆的铠装层通常由排布紧密的圆形镀锌钢丝组成，这样的结构设置使得圆形钢丝与内护套层之间为点接触，容易对内层护套层造成集中应力，长期运行存在内护套破损的风险；同时现有的铠装层钢丝排布紧密，同层钢丝之间几乎没有间隙，海缆抗弯刚度过高，不能满足工作要求；并且同层或相邻铠装层的钢丝在外力的作用下会相互摩擦，发生微动磨损，降低钢丝的使用寿命。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中动态海缆铠装加强层通常为偶数层，反向螺旋缠绕，每层铠装层通常由排布紧密的圆形镀锌钢丝组成。这样的结构设置，使得圆形钢丝与内护套层为点接触，容易对内层护套层造成集中应力，长期运行存在内护套破损的风险；同时现有的铠装层钢丝排布紧密，同层钢丝之间几乎没有间隙，海缆抗弯刚度过高，不能满足工作要求，并且同层或相邻铠装层的钢丝在外力的作用下会相互摩擦，发生微动磨损，降低钢丝的使用寿命的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种动态海缆，包括，

缆芯，所述缆芯包括相互绞合的电单元、光单元和填充件；

内护套，所述内护套包覆于所述缆芯外；

铠装层，所述铠装层由多根绞合并环套于所述内护套外的扁平钢丝组成，各所述扁平钢丝之间设有间隙，所述铠装层设置有多层且其层数为偶数层，且相邻的所述铠装层的绞合方向相反；

抗磨层，所述抗磨层设置于相邻的铠装层之间；

外护套，所述外护套包覆于所述铠装层外。

在本实用新型的一个实施例中，各所述铠装层的扁平钢丝的缠绕角度与所述缆芯的中心线呈10°-45°，且各层所述铠装层的扁平钢丝的圆周覆盖率为90％-95％。

在本实用新型的一个实施例中，所述填充件为异形填充件，包括第一填充件和第二填充件，所述第二填充件上开设有沿缆线长度方向延伸的凹槽，所述光单元设置于所述凹槽中。

在本实用新型的一个实施例中，所述抗磨层由耐磨带材螺旋缠绕而成，所述耐磨带材可以是玻纤带、HDPE带材、XLPE带材、PA11带材或PVDF带材。

在本实用新型的一个实施例中，所述电单元包括导体，所述导体外依次包覆非金属屏蔽层、阻水缓冲层、金属屏蔽层和分相护套。

在本实用新型的一个实施例中，所述导体由多根导体丝绞合而成，且所述导体的内部空隙填充有阻水材料。

在本实用新型的一个实施例中，所述非金属屏蔽层包括从内向外依次包覆于所述导体上的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层。

在本实用新型的一个实施例中，所述金属屏蔽层由多根铜丝螺旋缠绕而成或由铜带搭接缠绕而成。

在本实用新型的一个实施例中，所述分相护套为挤管式套管，所述分相护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

在本实用新型的一个实施例中，所述内护套为挤管式套管，所述内护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质；所述外护套为挤管式套管，所述外护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种动态海缆，采用侧面呈圆角状的扁平钢丝组成铠装层，且组成同一铠装层的钢丝之间留有一定的间隙，扁平状的钢丝可以增大钢丝与内护套之间的接触面积，减小内护层应力集中的问题，在一定程度上也可以减小缆线的体积；且由于铠装层相邻的钢丝之间留有一定的间隙，可以降低缆线的抗弯刚度，提高海缆的柔性和抗拉强度，也减小了铠装层相邻钢丝之间的摩擦，提高钢丝的使用寿命；同时在相邻的铠装层之间设置抗磨层，减小在外力作用下相邻铠装层之间钢丝的摩擦，减小微动磨损，进一步提高钢丝及海缆的使用寿命，适于实用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型优选实施例的动态海缆的整体结构示意图。

说明书附图标记说明：1、缆芯；11、电单元；111、导体；112、非金属屏蔽层；113、阻水缓冲层；114、金属屏蔽层；115、分相护套；12、光单元；13、填充件；2、内护套；3、铠装层；4、抗磨层；5、外护套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的一种动态海缆，包括，

缆芯1，缆芯1包括相互绞合的电单元11、光单元12和填充件13；

内护套2，内护套2包覆于缆芯1外；

铠装层3，铠装层3由多根绞合并环套于内护套2外的扁平钢丝组成，各扁平钢丝之间设有间隙，铠装层3设置有多层且其层数为偶数层，且相邻的铠装层3的绞合方向相反；

抗磨层4，抗磨层4设置于相邻的铠装层3之间；

外护套5，外护套5包覆于铠装层3外。

具体的，电单元11和填充件13均设置有三个，三个电单元11绞合，填充件13设置于绞合的电单元11外侧，并分别在绞合的三个电单元11之间的空隙处与电单元11共同绞合成缆芯1；其中，填充件13为异形填充件，填充件13的横截面为类似三角形的形状，以较好地填充三个电单元11绞合后形成的三个类似三角形的空隙；可以想到的是，填充件13远离电单元的面为圆弧面，这样填充件13在与电单元11绞合后就可以形成接近圆柱状的缆芯1，保证缆芯1的圆整度。同时，其中的一个填充件13上开设有沿填充件13的长度方向的凹槽131，凹槽131中设置有光单元12；可以想到的是，以此种结构方式设置的光单元12，在保证海缆性能的前提下，在一定程度上可以减小缆线的体积；同时填充件13还可以对光单元12起到限位和保护的作用，缆线的整体结构更稳定且缆线在受到外力的作用时，相对脆弱的光单元12也不易被损坏。

更优的，可以在三个电单元11绞合之后形成的中心处的空隙中设置增强件，加强缆线整体强度的同时，可以使缆线的整体结构更稳定，在使用的过程中能够保持好的圆整度。

具体的，铠装层3缠绕于内护套2上，铠装层3可以设置两层，两层铠装层3的缠绕方向相反；铠装层3由侧面呈圆角状的扁平钢丝组成，多根扁平钢丝绞合并环套于内护套2上，相邻的扁平钢丝之间留有均匀的间隙，且相邻的铠装层3之间设置有抗磨层；可以想到的是，扁平状的钢丝相比于圆柱状的钢丝，可以增大钢丝与内护套2之间的接触面积，能够减小内护层应力集中的问题，在一定程度上也可以减小缆线的体积；并且由于组成各层铠装层3的扁平钢丝之间留有一定的间隙，且在相邻的铠装层3之间还设置有抗磨层，能够减小同层钢丝以及相邻层铠装层3的钢丝之间的摩擦，提高钢丝的使用寿命，同时也提高了海缆的柔性和抗拉强度，在一定程度上可以方便施工，且降低了海缆失效的可能，适于实用。

进一步的，各铠装层3的扁平钢丝的缠绕角度与缆芯1的中心线呈10°-45°，且各层铠装层3的扁平钢丝的圆周覆盖率为90％-95％。

进一步的，填充件13为异形填充件，包括第一填充件和第二填充件，第二填充件上开设有沿缆线长度方向延伸的凹槽131，光单元设置于凹槽131中。填充件13可以采用具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能的PP或PE等材质。

进一步的，抗磨层4由耐磨带材螺旋缠绕而成，耐磨带材可以是玻纤带、HDPE带材、XLPE带材、PA11带材或PVDF带材。

进一步的，电单元11包括导体111，导体外依次包覆非金属屏蔽层112、阻水缓冲层113、金属屏蔽层114和分相护套115。

具体的，可以根据金属屏蔽层114的情况增设或减少阻水缓冲层113的设置；如当采用铜丝编织成的金属屏蔽层114时，在非金属屏蔽层112外需缠绕两层或多层半导电阻水缓冲带来提高缆线的阻水性能，而当采用铜带作为金属屏蔽层114时，非金属屏蔽层112外可以不加阻水缓冲层113；同时，在金属屏蔽层114和分相护套115之间可以设置阻水缓冲层113，增加缆线的阻水性能。

进一步的，导体111由多根导体丝绞合而成，且导体111的内部空隙填充有阻水材料。导体丝可以采用圆形铜丝或铝丝绞合而成，绞合后的导体111可压紧或不压紧，导体111的内部空隙可以填充阻水胶、阻水粉或阻水纱等材料，以起到导体纵向阻水的作用。

进一步的，非金属屏蔽层112包括从内向外依次包覆于导体上的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层。具体的，导体屏蔽层和绝缘屏蔽层可以采用半导电XLPE料，绝缘层采用抗水树XLPE料。

进一步的，金属屏蔽层114由多根铜丝螺旋缠绕而成或由铜带搭接缠绕而成。具体的，金属屏蔽层114可以采用多根圆形铜丝缠绕并外加单铜带反向疏绕扎紧铜丝。

进一步的，分相护套115为挤管式套管，分相护套115可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

进一步的，内护套2为挤管式套管，内护套2可以采用聚乙烯或聚氨酯材质；外护套5为挤管式套管，外护套5可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种动态海缆，其特征在于：包括，

缆芯，所述缆芯包括相互绞合的电单元、光单元和填充件；

内护套，所述内护套包覆于所述缆芯外；

铠装层，所述铠装层由多根绞合并环套于所述内护套外的扁平钢丝组成，各所述扁平钢丝之间设有间隙，所述铠装层设置有多层且其层数为偶数层，且相邻的所述铠装层的绞合方向相反；

抗磨层，所述抗磨层设置于相邻的铠装层之间；

外护套，所述外护套包覆于所述铠装层外。

2.根据权利要求1所述的动态海缆，其特征在于：各所述铠装层的扁平钢丝的缠绕角度与所述缆芯的中心线呈10°-45°，且各层所述铠装层的扁平钢丝的圆周覆盖率为90％-95％。

3.根据权利要求1所述的动态海缆，其特征在于：所述填充件为异形填充件，包括第一填充件和第二填充件，所述第二填充件上开设有沿缆线长度方向延伸的凹槽，所述光单元设置于所述凹槽中。

4.根据权利要求1所述的动态海缆，其特征在于：所述抗磨层由耐磨带材螺旋缠绕而成，所述耐磨带材可以是玻纤带、HDPE带材、XLPE带材、PA11带材或PVDF带材。

5.根据权利要求1所述的动态海缆，其特征在于：所述电单元包括导体，所述导体外依次包覆非金属屏蔽层、阻水缓冲层、金属屏蔽层和分相护套。

6.根据权利要求5所述的动态海缆，其特征在于：所述导体由多根导体丝绞合而成，且所述导体的内部空隙填充有阻水材料。

7.根据权利要求5所述的动态海缆，其特征在于：所述非金属屏蔽层包括从内向外依次包覆于所述导体上的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层。

8.根据权利要求5所述的动态海缆，其特征在于：所述金属屏蔽层由多根铜丝螺旋缠绕而成或由铜带搭接缠绕而成。

9.根据权利要求5所述的动态海缆，其特征在于：所述分相护套为挤管式套管，所述分相护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

10.根据权利要求1所述的动态海缆，其特征在于：所述内护套为挤管式套管，所述内护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质；所述外护套为挤管式套管，所述外护套可以采用聚乙烯或聚氨酯材质。

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