海底電纜的制作方法
【專利摘要】一種海底電纜，依次包括海中段、登陸段和空氣段，所述登陸段包括電纜本體，所述電纜本體包括電纜纜芯和包覆于所述電纜纜芯外表面的襯層；所述電纜本體套設(shè)于鋼管，所述鋼管呈中空結(jié)構(gòu)，所述鋼管內(nèi)壁與所述電纜本體的襯層之間設(shè)置有熱阻系數(shù)小于空氣的散熱介質(zhì)。如此，該散熱介質(zhì)的熱阻系數(shù)小于空氣，有利于登陸段熱量的散發(fā)，從而提高了登陸段的載流量。與此同時(shí)，該登陸段的導(dǎo)體截面積不變，且設(shè)置鋼管，保證了登陸段能夠適應(yīng)敷設(shè)或回修時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。因此，上述海底電纜提高了海底電纜登陸段的載流量，且可操作性強(qiáng)。
【專利說明】海底電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電纜【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種海底電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國海洋能源的開發(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。其中，海底電纜的敷設(shè)分為三段，即海中段、登陸段和空氣段。而登陸段所處環(huán)境的散熱條件是最差的，故登陸段的載流量是這三段中最小的。
[0003]目前，為解決電纜載流量小的問題通常有兩種方法，一種是增加導(dǎo)體截面積，另一種是全銅單絲鎧裝。增加導(dǎo)體截面積在增加載流量的同時(shí)也使金屬套損耗急劇增加，降低有效傳輸；而采用全銅單絲鎧裝則大大降低了海底電纜的機(jī)械性能，使其無法適應(yīng)敷設(shè)或回修時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。因此，導(dǎo)致難以解決海底電纜登陸段載流量小的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要針對(duì)難以解決海底電纜登陸段載流量小的的問題，提供一種海底電纜。
[0005]一種海底電纜，依次包括海中段、登陸段和空氣段，所述登陸段包括電纜本體，所述電纜本體包括電纜纜芯和包覆于所述電纜纜芯外表面的襯層；
[0006]所述電纜本體套設(shè)于鋼管，所述鋼管呈中空結(jié)構(gòu)，所述鋼管內(nèi)壁與所述電纜本體的襯層之間設(shè)置有熱阻系數(shù)小于空氣的散熱介質(zhì)。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鋼管的直徑不小于所述電纜本體直徑的兩倍。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述散熱介質(zhì)為土壤。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電纜纜芯為單個(gè)，所述電纜纜芯包括導(dǎo)體和依次包覆于所述導(dǎo)體的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水層和保護(hù)層，所述襯層包覆于所述保護(hù)層外表面。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電纜纜芯至少為兩個(gè)，所述電纜纜芯并列排布，所述電纜本體包括包帶層，所述包帶層設(shè)置于所述襯層和所述電纜纜芯之間，所述包帶層包覆所述電纜纜芯，所述包帶層與所述電纜纜芯之間設(shè)置有填充物，每一所述電纜纜芯均包括導(dǎo)體和依次包覆于所述導(dǎo)體的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和阻水保護(hù)層。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電纜本體還包括至少一個(gè)光纜單元，所述光纜單元與所述電纜纜芯并列排布，并收容于所述包帶層。
[0012]上述海底電纜，將登陸段的電纜本體套設(shè)于鋼管，在鋼管與電纜本體之間設(shè)置散熱介質(zhì)。如此，該散熱介質(zhì)的熱阻系數(shù)小于空氣，有利于登陸段熱量的散發(fā)，從而提高了登陸段的載流量。與此同時(shí)，該登陸段的導(dǎo)體截面積不變，且設(shè)置鋼管，保證了登陸段能夠適應(yīng)敷設(shè)或回修時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。因此，上述海底電纜提高了海底電纜登陸段的載流量，且可操性強(qiáng)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一實(shí)施方式海底電纜登陸段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為另一實(shí)施方式海底電纜登陸段的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為一實(shí)施方式海底電纜施工方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0017]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0018]如圖1和圖2所示，一種海底電纜，依次包括海中段、登陸段100和空氣段，登陸段100包括電纜本體110，電纜本體110套設(shè)于鋼管120。
[0019]電纜本體110包括電纜纜芯112和包覆于電纜纜芯112外表面的襯層114。襯層114通常選用耐磨材料制成，如硅橡膠等。
[0020]鋼管120呈中空結(jié)構(gòu)，鋼管120內(nèi)壁與電纜本體110的襯層114之間設(shè)置有散熱介質(zhì)130，該散熱介質(zhì)130的熱阻系數(shù)小于空氣。
[0021]在本實(shí)施例中，散熱介質(zhì)130為土壤。采用土壤作為散熱介質(zhì)130，散熱效果好，且節(jié)約成本。需要指出的是，即使散熱介質(zhì)130不是土壤，如熱阻系數(shù)小于空氣的塑料等物質(zhì)，也可以實(shí)現(xiàn)散熱的目的。
[0022]上述海底電纜，將登陸段100的電纜本體110套設(shè)于鋼管120，在鋼管120與電纜本體Iio之間設(shè)置散熱介質(zhì)130。如此，該散熱介質(zhì)130的熱阻系數(shù)小于空氣，有利于登陸段100熱量的散發(fā)，從而提高了登陸段100的載流量。與此同時(shí)，該登陸段100的導(dǎo)體1120截面積不變，且設(shè)置鋼管120，保證了登陸段100能夠適應(yīng)敷設(shè)或回修時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。因此，上述海底電纜提高了海底電纜登陸段100的載流量，且可操性強(qiáng)。
[0023]登陸段100的電纜本體110包括電纜纜芯112和包覆于電纜纜芯112外表面的襯層114，電纜本體110套設(shè)于鋼管120。因海底環(huán)境復(fù)雜，為了使海底電纜能夠承受各種機(jī)械應(yīng)力并抵抗外力損壞，一般采用鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，而登陸段100所處環(huán)境沒有海中段復(fù)雜，故采用鋼管120代替鋼絲鎧裝，足以承受登陸段100所處環(huán)境的各種機(jī)械應(yīng)力。該鋼管120呈中空結(jié)構(gòu)，鋼管120與電纜本體110之間設(shè)置有散熱介質(zhì)130。如此，鋼管120與電纜纜芯112隔有一定距離，受電纜纜芯112所產(chǎn)生的交流電場(chǎng)的作用小，從而減弱了鋼管120產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，有利于減小磁損耗，進(jìn)一步提高了登陸段100的載流量。
[0024]請(qǐng)參閱圖1和圖2，在其中一個(gè)實(shí)施例中，如果鋼管120直徑過小，難免因鋼管120與電纜本體Iio之間的空間太小，導(dǎo)致不能容納足夠的散熱介質(zhì)130對(duì)熱量進(jìn)行散發(fā)。如果鋼管120直徑過大，難免因體積過大增加施工難度，故合理設(shè)置鋼管120的直徑不小于電纜本體110直徑的兩倍。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，在其中一個(gè)實(shí)施例中，電纜纜芯112可以為單個(gè)，電纜纜芯112包括導(dǎo)體1120和依次包覆于導(dǎo)體1120的導(dǎo)體屏蔽層1122、絕緣層1124、絕緣屏蔽層1126、阻水層1127和保護(hù)層1129，襯層114包覆于保護(hù)層1129外表面。導(dǎo)體1120由多根導(dǎo)線組成，排列呈圓柱狀。導(dǎo)體屏蔽層1122對(duì)導(dǎo)體1120形成的電場(chǎng)起屏蔽作用。絕緣層1124起承受電壓的作用。絕緣屏蔽層1126起熱屏蔽和電場(chǎng)屏蔽作用，有效保護(hù)絕緣。阻水層1127起阻水作用，避免電纜受損滲水后水樹的形成。保護(hù)層1129主要為了防止海水的侵蝕腐蝕作用。具體到本實(shí)施例中，保護(hù)層1129由內(nèi)向外依次包括鉛層、防腐層和護(hù)套層。護(hù)套層可以由聚乙烯(polyethylene, PE)制成。在保證提高載流量的同時(shí)，單個(gè)電纜纜芯112體積小，施工方便。
[0026]請(qǐng)參閱圖2，在另一實(shí)施例中，電纜纜芯112也可以為至少兩個(gè)，電纜纜芯112并列排布，電纜本體110包括包帶層118，包帶層118設(shè)置于襯層114和電纜纜芯112之間，包帶層118包覆電纜纜芯112，包帶層118與電纜纜芯112之間設(shè)置有填充物116，每一電纜纜芯112均包括導(dǎo)體1120和依次包覆于導(dǎo)體1120的導(dǎo)體屏蔽層1122、絕緣層1124、絕緣屏蔽層1126和保護(hù)層1129。通過包帶將電纜纜芯112包覆在一起，電纜纜芯112與包帶之間的間隙處設(shè)置有填充物116。電纜纜芯112所包括的導(dǎo)體1120、導(dǎo)體屏蔽層1122、絕緣層1124和絕緣屏蔽層1126與上述單個(gè)電纜纜芯對(duì)應(yīng)層所起的作用相同，在此不再贅述。具體到本實(shí)施例中，電纜纜芯112為三個(gè)，阻水保護(hù)層1128由內(nèi)向外依次包括阻水層、鉛層和護(hù)套層。護(hù)套層可以由聚乙烯(polyethylene, PE)制成。在保證提高載流量的同時(shí),采用多個(gè)電纜纜芯112可縮小占用的路由而節(jié)約海洋資源、減少成本及降低機(jī)械損耗幾率。
[0027]請(qǐng)參閱圖2，在其中一個(gè)實(shí)施例中，電纜本體110還包括至少一個(gè)光纜單元118，光纜單元118與電纜纜芯112并列排布，并收容于包帶層118。將光纜單元118與電纜纜芯112包覆于一體，滿足海底電纜作業(yè)要求，在保護(hù)電纜纜芯112的同時(shí)，也對(duì)光纜單元118進(jìn)行保護(hù)，無需另行單獨(dú)敷設(shè)光纜，節(jié)約成本。
[0028]如圖3所示，一種海底電纜施工方法，包括以下步驟:
[0029]步驟S110，提供海底電纜，所述海底電纜依次包括海中段、登陸段100和空氣段，根據(jù)海底電纜登陸段100的敷設(shè)位置和長度獲取所述登陸段100。
[0030]步驟S120，剝除所述登陸段100襯層114以外的結(jié)構(gòu)，得到包覆有襯層114的電纜纜芯112。
[0031]步驟S130，套設(shè)所述包覆有襯層114的電纜纜芯112于鋼管120。
[0032]步驟S140，填充熱阻系數(shù)小于空氣的散熱介質(zhì)130于所述鋼管120與所述襯層114之間。具體地，采用土壤作為散熱介質(zhì)130，散熱效果好，且節(jié)約成本。需要指出的是，即使散熱介質(zhì)130不是土壤，如熱阻系數(shù)小于空氣的塑料等物質(zhì)，也可以實(shí)現(xiàn)散熱的目的。
[0033]上述海底電纜施工方法，通過剝除海底電纜登陸段100襯層114以外的結(jié)構(gòu)，得到包覆有襯層114的電纜纜芯112，并將該包覆有襯層114的電纜纜芯112套設(shè)于鋼管120，在鋼管120與襯層114之間填充有散熱介質(zhì)130。如此，該散熱介質(zhì)130的熱阻系數(shù)小于空氣，有利于登陸段100熱量的散發(fā)，從而提高了登陸段100的載流量。與此同時(shí)，該海底電纜施工方法無需改變登陸段100導(dǎo)體1120的截面積，且設(shè)置鋼管120，保證了登陸段100能夠適應(yīng)敷設(shè)或回修時(shí)的機(jī)械應(yīng)力。因此，上述海底電纜施工方法提高了海底電纜登陸段100的載流量。
[0034]因海底環(huán)境復(fù)雜，為了使海底電纜能夠承受各種機(jī)械應(yīng)力并抵抗外力損壞，一般采用鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，而登陸段100所處環(huán)境沒有海中段復(fù)雜，故將登陸段100襯層114以外的結(jié)構(gòu)剝除，也就是剝除鋼絲鎧裝及鋼絲鎧裝以外的結(jié)構(gòu)。采用鋼管120代替鋼絲鎧裝，足以承受登陸段100所處環(huán)境的各種機(jī)械應(yīng)力。該鋼管120與襯層之間填充有散熱介質(zhì)130。如此，鋼管120與電纜纜芯112隔有一定距離，受電纜纜芯112所產(chǎn)生的交流電場(chǎng)的作用小，從而減弱了鋼管120產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，有利于減小磁損耗，進(jìn)一步提高了登陸段100的載流量。
[0035]請(qǐng)參閱圖1和圖2，在其中一個(gè)實(shí)施例中，如果鋼管120直徑過小，難免因鋼管120與襯層114之間的空間太小，導(dǎo)致不能容納足夠的散熱介質(zhì)130對(duì)熱量進(jìn)行散發(fā)。如果鋼管120直徑過大，難免因體積過大增加施工難度，故合理設(shè)置鋼管120的直徑不小于襯層114直徑的兩倍。具體襯層114的直徑根據(jù)覆設(shè)環(huán)境或者作業(yè)需求而定，襯層114可以包覆單個(gè)電纜纜芯112或者至少兩個(gè)電纜纜芯112，上述海底電纜已對(duì)電纜纜芯112和襯層114的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，在此不再贅述。
[0036]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種海底電纜，依次包括海中段、登陸段和空氣段，其特征在于，所述登陸段包括電纜本體，所述電纜本體包括電纜纜芯和包覆于所述電纜纜芯外表面的襯層； 所述電纜本體套設(shè)于鋼管，所述鋼管呈中空結(jié)構(gòu)，所述鋼管內(nèi)壁與所述電纜本體的襯層之間設(shè)置有熱阻系數(shù)小于空氣的散熱介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜，其特征在于，所述鋼管的直徑不小于所述電纜本體直徑的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜，其特征在于，所述散熱介質(zhì)為土壤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜，其特征在于，所述電纜纜芯為單個(gè)，所述電纜纜芯包括導(dǎo)體和依次包覆于所述導(dǎo)體的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層、阻水層和保護(hù)層，所述襯層包覆于所述保護(hù)層外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜，其特征在于，所述電纜纜芯至少為兩個(gè)，所述電纜纜芯并列排布，所述電纜本體包括包帶層，所述包帶層設(shè)置于所述襯層和所述電纜纜芯之間，所述包帶層包覆所述電纜纜芯，所述包帶層與所述電纜纜芯之間設(shè)置有填充物，每一所述電纜纜芯均包括導(dǎo)體和依次包覆于所述導(dǎo)體的導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層和阻水保護(hù)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海底電纜，其特征在于，所述電纜本體還包括至少一個(gè)光纜單元，所述光纜單元與所述電纜纜芯并列排布，并收容于所述包帶層。
【文檔編號(hào)】H01B7/20GK203562222SQ201320626884
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】陸瑩, 陳瀾, 鄭明 , 玉素嬌, 李煜東, 蔡傳衛(wèi), 劉剛, 胡倩楠, 馮文煜, 葉曉君, 曹京滎 申請(qǐng)人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院