專利名稱：一種增大載流量的海底電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電纜，特別涉及一種增大載流量的海底電纜。
背景技術(shù)：
隨著海洋能源的開發(fā)利用，作為海底電能傳輸載流設(shè)備的海底電纜使用越來越多，技術(shù)要求也越來越高，尤其要求電纜機(jī)械物理性能和電氣性能優(yōu)異，具有更大的載流量、優(yōu)異的防滲水、耐海水腐蝕、耐外部水壓、耐電壓熱沖擊和耐張力彎曲性能，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。現(xiàn)有技術(shù)中的海底電纜更多的關(guān)注了耐海水腐蝕、抗拉拽機(jī)械性能和防滲水性能，而忽略了對(duì)電纜具有更大的載流量的要求。公開號(hào)為CN 201130552Y的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種海底電纜，其由內(nèi)到外 設(shè)置有導(dǎo)體、絕緣層、緩沖層、鉛套、內(nèi)襯層、鎧裝層和外被層，在鉛套和內(nèi)襯層之間設(shè)置有半導(dǎo)電聚乙烯防腐層，使鉛套上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)直接通過半導(dǎo)電聚乙烯防腐層接地消除，而不需要破壞內(nèi)襯層。其公布的電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造方便，但該結(jié)構(gòu)電纜載流量較低，而且耐張力彎曲和抗拉拽機(jī)械性能一般，尤其是鎧裝層中鋁合金絲的防海水腐蝕性能很差，從而導(dǎo)致電纜的使用壽命會(huì)大幅下降。公開號(hào)為CN 101807453A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種用于海底的電力電纜,包括由內(nèi)而外設(shè)置的線芯、屏蔽層、絕緣層、半導(dǎo)電阻水緩沖層、鉛套及半導(dǎo)電聚乙烯內(nèi)墊層、絕緣體屏蔽層及內(nèi)護(hù)層、鎧裝內(nèi)墊層、鎧裝層及鎧裝外保護(hù)層，線芯由鋼絲和導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線組成，鎧裝層由鍍鋅鋼絲繩組成，在位于鍍鋅鋼絲繩之間設(shè)置有隔磁鋁合金絲。該發(fā)明提供了一種制造成本低、抗拉強(qiáng)度大及導(dǎo)電性能合格的海底電力電纜。但其采用鋼鋁復(fù)合絞線作為導(dǎo)體，采用鍍鋅鋼絲和鋁合金絲作為鎧裝層，因鋁的抗海水腐蝕性能較差，長(zhǎng)久使用會(huì)造成鋁線受腐蝕減弱使用壽命，帶來使用安全隱患，尤其鎧裝中的鋁合金絲腐蝕老化后將不再具有隔磁作用，此時(shí)鋼絲鎧裝在單芯電纜上產(chǎn)生渦流損耗，造成電纜載流能力下降，達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)的載流量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種增大載流量的海底電纜，具有更大的載流量、優(yōu)異的防滲水、耐海水腐蝕、耐外部水壓、耐電壓熱沖擊和耐張力彎曲性能，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所提供的一種增大載流量的海底電纜，鍍錫銅螺旋管的內(nèi)腔設(shè)有中空油道，所述鍍錫銅螺旋管的外周緊密排列有多根高導(dǎo)電退火軟銅線構(gòu)成導(dǎo)體層，所述導(dǎo)體層的外周均勻繞包有炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層，所述炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層的外周均勻繞包有充油高壓電纜紙絕緣層，所述充油高壓電纜紙絕緣層的外周繞包有炭黑紙絕緣屏蔽層，所述炭黑紙絕緣屏蔽層的外周繞包有銅帶絕緣屏蔽層，所述銅帶絕緣屏蔽層的外周包覆有無接縫鉛合金護(hù)套，所述無接縫鉛合金護(hù)套的外周均勻涂覆有浙青且繞包有自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層，所述自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層的外周包覆有雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層，所述雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層的外周繞包有自粘性聚乙烯帶外墊層，所述自粘性聚乙烯帶外墊層的外周繞包有無紡布襯墊層，所述無紡布襯墊層的外周擠包有高密度聚乙烯防腐層，所述高密度聚乙烯防腐層的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的鎧裝內(nèi)墊層，所述鎧裝內(nèi)墊層的外周均勻涂覆有浙青且包覆有由鍍鋁鎂合金鋼線和銅合金絲均勻間隔且同心絞合而成的鎧裝層，所述鎧裝層的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的外護(hù)層，外護(hù)層的外周均勻涂覆有浙青。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了以下有益效果鍍錫銅螺旋管具有較高的彈性和保形性，可以確保滿足大長(zhǎng)度電纜的供油，當(dāng)電纜溫度升高時(shí)，低粘度油浸潰劑受熱膨脹，膨脹出來的浸潰劑經(jīng)中空油道流入浸潰補(bǔ)充設(shè)備中，當(dāng)電纜溫度下降時(shí)，浸潰劑收縮，浸潰補(bǔ)充設(shè)備中的浸潰劑經(jīng)中空油道對(duì)充油高壓電纜紙絕緣層進(jìn)行浸潰補(bǔ)充；通過油道浸潰避免絕緣層中的氣隙產(chǎn)生，并防止電纜中形成過高的壓力，從而可大大提高電纜運(yùn)行溫度，增大電纜載流量。導(dǎo)體層排列在鍍錫銅螺旋管的外周，表面積大，由于電流的集膚效應(yīng)，載流 量大，功耗損失小，導(dǎo)體表面電流密度分布均勻，線路運(yùn)行可靠。炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層具有半導(dǎo)電性能，可消除電纜導(dǎo)體單絲表面與充油高壓電纜紙絕緣層之間形成的氣隙，與導(dǎo)體等電位且與絕緣層良好接觸，從而避免在導(dǎo)體與絕緣層之間發(fā)生局部放電。充油高壓電纜紙絕緣層通過補(bǔ)充浸潰設(shè)備中的浸潰劑可使得電纜運(yùn)行溫度提高，載流量增大。炭黑紙絕緣屏蔽層具有半導(dǎo)電性能，可消除電纜絕緣層表面與護(hù)層之間形成的氣隙，與護(hù)層等電位且與絕緣層良好接觸，從而避免在絕緣與護(hù)層之間發(fā)生局部放電。銅帶絕緣屏蔽層在電纜正常運(yùn)行時(shí)通過電容電流；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，作為短路電流的通道，同時(shí)也起到屏蔽電場(chǎng)的作用。無接縫鉛合金護(hù)套既可以作為接地導(dǎo)體傳輸部分短路電流，同時(shí)亦可作為防水護(hù)層保證電纜線芯導(dǎo)體免受潮氣水濕侵襲，涂覆的浙青可提高耐海水腐蝕性能。自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層可以緩沖雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層對(duì)鉛合金護(hù)套的壓迫，形成護(hù)套和加強(qiáng)層之間的柔性接觸。雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層一方面可以承受來自電纜內(nèi)部的油壓，另一面可以承受來自電纜外部的水壓，同時(shí)對(duì)鉛合金護(hù)套起到防護(hù)作用，保護(hù)鉛金合護(hù)套的密封防水性能。自粘性聚乙烯帶外墊層與無紡布襯墊層可以很好的將內(nèi)外構(gòu)件結(jié)合為一體，并防止里面雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層存在邊緣突起刺傷防腐層，乃至降低外面防腐層的強(qiáng)度。鍍鋁鎂合金鋼線可以很好的增強(qiáng)機(jī)械抗拉強(qiáng)度，保護(hù)電纜不受機(jī)械損傷，且具有優(yōu)異的防海水腐蝕性能；銅合金絲既可以隔磁，避免渦流磁滯造成的損耗，增大載流量，機(jī)械強(qiáng)度又比銅更大，而成本則比銅低廉，并且具有優(yōu)異的防海水腐蝕性能，對(duì)于電纜的長(zhǎng)久安全運(yùn)行大有益處。聚丙烯繩間隔浸潰麻繩涂覆浙青作為外護(hù)層可大大提高耐海水腐蝕性能。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述中空油道的孔徑為18mm ;充油高壓電纜紙絕緣層的厚度為10±0. 1_。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述高導(dǎo)電退火軟銅線的單絲直徑為2.57±0.03mm，呈環(huán)形陣列依次螺旋緊密排列在鍍錫銅螺旋管的外周。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層和炭黑紙絕緣屏蔽層的厚度分別為O. 5±0. 02mm，均采用重疊式方式纏繞，且炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層和炭黑紙絕緣屏蔽層的纏繞方向相反。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述銅帶絕緣屏蔽層的銅帶厚度為O. 1±0.01 mm，采用
重疊式方式纏繞。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述無接縫鉛合金護(hù)套的厚度為4. (Γ4. 3mm，無接縫鉛合金護(hù)套中的重量含量為鉛錫M =100 (O. 35 O. 45) (O. 15 O. 25)。該無接縫鉛合金護(hù)套密封完好，既可以作為接地導(dǎo)體傳輸部分短路電流，同時(shí)亦可作為防水護(hù)層保證電纜線芯導(dǎo)體免受潮氣水濕侵襲。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層和自粘性聚乙烯帶外墊層的厚度為O. 75 O. 80mm ;所述無紡布襯墊層的厚度為O. 15 O. 20mm。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述高密度聚乙烯防腐層的標(biāo)稱厚度為3. 5mm，最小厚度不小于標(biāo)稱厚度的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱厚 度的110%，且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過15%。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鎧裝內(nèi)墊層和外護(hù)層中聚丙烯繩及浸潰麻繩的標(biāo)稱直徑分別為2. 5_，且鎧裝內(nèi)墊層和外護(hù)層的絞合方向相反。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鎧裝層的鍍鋁鎂合金鋼線和銅合金絲的單絲直徑為6. 0±0. 03 mm;銅合金絲的原料組分及重量含量如下，銅鐵鉛鋅=(89. 0^91.0)(O. 03、. 05) (O. ΟΓΟ. 05) :10。銅合金絲既可以隔磁，避免渦流磁滯造成的損耗，增大載流量，機(jī)械強(qiáng)度又比銅更大，而成本則比銅低廉，并且具有優(yōu)異的防海水腐蝕性能，對(duì)于電纜的長(zhǎng)久安全運(yùn)行大有益處。


圖I為本發(fā)明一種增大載流量的海底電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.鍍錫銅螺旋管；2.導(dǎo)體層；3.炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層；4.充油高壓電纜紙絕緣層；5.炭黑紙絕緣屏蔽層；6.銅帶絕緣屏蔽層；7.無接縫鉛合金護(hù)套；8.自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層；9.雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層；10.自粘性聚乙烯帶外墊層；11.無紡布襯墊層；12.高密度聚乙烯防腐層；13.鎧裝內(nèi)墊層；14.鎧裝層；14a.鍍鋁鎂合金鋼線；14b.銅合金絲；15.外護(hù)層。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的一種增大載流量的海底電纜，鍍錫銅螺旋管I的內(nèi)腔設(shè)有中空油道，中空油道的孔徑為18mm;鍍錫銅螺旋管I的外周排列有多根單絲直徑為
2.57±0. 03mm的高導(dǎo)電退火軟銅線構(gòu)成導(dǎo)體層2，各高導(dǎo)電退火軟銅線呈環(huán)形陣列依次螺旋緊密排列在鍍錫銅螺旋管I的外周。導(dǎo)體層2的外周均勻繞包有炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層3，炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層3的外周均勻繞包有充油高壓電纜紙絕緣層4，充油高壓電纜紙絕緣層4的厚度為10±0. 1mm。充油高壓電纜紙絕緣層4的外周繞包有炭黑紙絕緣屏蔽層5，炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層3和炭黑紙絕緣屏蔽層5的厚度分別為O. 5±0. 02mm，均采用重疊式方式纏繞，且炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層3和炭黑紙絕緣屏蔽層5的纏繞方向相反。炭黑紙絕緣屏蔽層5的外周繞包有銅帶絕緣屏蔽層6，銅帶絕緣屏蔽層6的銅帶厚度為0·1±0·01 mm，采用重疊式方式纏繞。銅帶絕緣屏蔽層6的外周包覆有無接縫鉛合金護(hù)套7，無接縫鉛合金護(hù)套7采用壓鉛機(jī)連續(xù)壓出，密封完好，厚度為4. (Γ4. 3_，無接縫鉛合金護(hù)套7中的重量含量為鉛錫銻=100 (O. 35 O. 45) (O. 15 O. 25)。無接縫鉛合金護(hù)套7的外表面均勻涂覆有低溫_20°C不龜裂，高溫90°C不發(fā)生滴落的浙青，且外周繞包有自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層8。自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層8的厚度為O.75、. 80mm且外周包覆有雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層9，雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層9的外周繞包有自粘性聚乙烯帶外墊層10，自粘性聚乙烯帶外墊層10的厚度為O. 75、. 80mm且外周繞包有無紡布襯墊層11。無紡布襯墊層11的厚度為O. 15^0. 20mm且外周擠包有高密度聚乙烯防腐層12，高密度聚乙烯防腐層12的標(biāo)稱厚度為3. 5mm，最小厚度不小于標(biāo)稱厚度的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱厚度的110%，且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過15%。高密度聚乙烯防腐層12的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的鎧裝內(nèi)墊層13。
鎧裝內(nèi)墊層13的外周均勻涂覆有浙青且包覆有由鍍鋁鎂合金鋼線14a和銅合金絲14b均勻間隔且同心絞合而成的鎧裝層14，鎧裝層14的鍍鋁鎂合金鋼線14a和銅合金絲14b的單絲直徑為6. 0±0. 03 mm ;銅合金絲的原料組分及重量含量如下,銅鐵 鉛:鋅=(89. 0 91· O) (0. 03 O. 05) (O. 01 O. 05) : 10，抗拉強(qiáng)度為260 345MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%。鎧裝層14的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的外護(hù)層15，外護(hù)層15的外周均勻涂覆有低溫_20°C不龜裂，高溫90°C不發(fā)生滴落的浙青。鎧裝內(nèi)墊層13和外護(hù)層15中聚丙烯繩及浸潰麻繩的標(biāo)稱直徑分別為2. 5_，且鎧裝內(nèi)墊層13和外護(hù)層15的絞合方向相反。對(duì)上述制成的電纜進(jìn)行抗張力彎曲、耐電壓熱沖擊、耐外部水壓和內(nèi)部油壓性能試驗(yàn)如表I :
表I
權(quán)利要求
1.一種增大載流量的海底電纜，其特征在于鍍錫銅螺旋管的內(nèi)腔設(shè)有中空油道，所述鍍錫銅螺旋管的外周緊密排列有多根高導(dǎo)電退火軟銅線構(gòu)成導(dǎo)體層，所述導(dǎo)體層的外周均勻繞包有炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層，所述炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層的外周均勻繞包有充油高壓電纜紙絕緣層，所述充油高壓電纜紙絕緣層的外周繞包有炭黑紙絕緣屏蔽層，所述炭黑紙絕緣屏蔽層的外周繞包有銅帶絕緣屏蔽層，所述銅帶絕緣屏蔽層的外周包覆有無接縫鉛合金護(hù)套，所述無接縫鉛合金護(hù)套的外周均勻涂覆有浙青且繞包有自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層，所述自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層的外周包覆有雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層，所述雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層的外周繞包有自粘性聚乙烯帶外墊層，所述自粘性聚乙烯帶外墊層的外周繞包有無紡布襯墊層，所述無紡布襯墊層的外周擠包有高密度聚乙烯防腐層，所述高密度聚乙烯防腐層的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的鎧裝內(nèi)墊層，所述鎧裝內(nèi)墊層的外周均勻涂覆有浙青且包覆有由鍍鋁鎂合金鋼線和銅合金絲均勻間隔且同心絞合而成的鎧裝層，所述鎧裝層的外周包覆有由聚丙烯繩均勻間隔浸潰麻繩同心絞合而成的外護(hù)層，夕卜護(hù)層的外周均勻涂覆有浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述中空油道的孔徑為18mm ;充油高壓電纜紙絕緣層的厚度為10±0. 1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述高導(dǎo)電退火軟銅線的單絲直徑為2. 57±0. 03mm，呈環(huán)形陣列依次螺旋緊密排列在鍍錫銅螺旋管的外周。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層和炭黑紙絕緣屏蔽層的厚度分別為0. 5±0. 02mm，均采用重疊式方式纏繞，且炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層和炭黑紙絕緣屏蔽層的纏繞方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述銅帶絕緣屏蔽層的銅帶厚度為0. 1±0. 01 mm,采用重疊式方式纏繞。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述無接縫鉛合金護(hù)套的厚度為4. (T4. 3mm,無接縫鉛合金護(hù)套中的重量含量為鉛錫銻=100 (0. 35、. 45)(0. 15 0. 25)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層和自粘性聚乙烯帶外墊層的厚度為0. 75、. 80mm;所述無紡布襯墊層的厚度為0.15^0. 20mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述高密度聚乙烯防腐層的標(biāo)稱厚度為3. 5mm,最小厚度不小于標(biāo)稱厚度的90%,最大厚度不大于標(biāo)稱厚度的110%,且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過15%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述鎧裝內(nèi)墊層和外護(hù)層中聚丙烯繩及浸潰麻繩的標(biāo)稱直徑分別為2. 5_，且鎧裝內(nèi)墊層和外護(hù)層的絞合方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的增大載流量的海底電纜，其特征在于，所述鎧裝層的鍍鋁鎂合金鋼線和銅合金絲的單絲直徑為6. 0±0. 03 mm ;銅合金絲的原料組分及重量含量如下，銅鐵鉛鋅=(89. 0 91. 0) (0. 03 0. 05) (0. 01 0. 05) :10。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增大載流量的海底電纜，鍍錫銅螺旋管的外周緊密排列有多根高導(dǎo)電退火軟銅線構(gòu)成導(dǎo)體層，導(dǎo)體層的外周依次包覆有炭黑紙導(dǎo)體屏蔽層、充油高壓電纜紙絕緣層、炭黑紙絕緣屏蔽層、銅帶絕緣屏蔽層、無接縫鉛合金護(hù)套，無接縫鉛合金護(hù)套的外周均勻涂覆有瀝青且依次包覆有自粘性聚乙烯帶內(nèi)墊層、雙層不銹鋼帶加強(qiáng)層、自粘性聚乙烯帶外墊層、無紡布襯墊層、高密度聚乙烯防腐層、由聚丙烯繩均勻間隔浸漬麻繩同心絞合而成的鎧裝內(nèi)墊層、由鍍鋁鎂合金鋼線和銅合金絲均勻間隔且同心絞合而成的鎧裝層和外護(hù)層。該電纜具有更大的載流量、優(yōu)異的防滲水、耐海水腐蝕、耐外部水壓、耐電壓熱沖擊和耐張力彎曲性能，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。
文檔編號(hào)H01B7/14GK102969071SQ20121053710
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者李永江, 陸云春 申請(qǐng)人:江蘇遠(yuǎn)洋東澤電纜股份有限公司