一种柔性光纤复合海底电缆制造技术

一种柔性光纤复合海底电缆，包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋，以及位于外层的聚氨酯填充层、内护层、芳纶编织层和聚氨酯外护层，芳纶加强筋设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体、丁腈‑PVC复合物绝缘层和铜丝编织屏蔽层，第五类无氧铜软导体是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，通信光缆内部设置有十二芯光纤，所述的十二芯光纤的外层依次设置不锈钢管、PE护套和聚氨酯护层，所述的内护层与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层，具有防水性能好、重量轻、尺寸小、高抗拉强度高、柔软性能优良、抗蠕变性能优异等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性光纤复合海底电缆
本技术涉及直流电缆
，具体地说就是一种柔性光纤复合海底电缆。
技术介绍
随着国家发展海洋战略的深入实施，对海洋缆的需求日趋多样化，现有的常规结构海缆无法满足海上潮汐能、波浪能发电装置及其他海洋环境下柔性直流电力传输的需求。现有海缆主要存在以下缺点：（1）通常采用铅护套和钢丝铠装结构，该种结构的钢丝和铅护套易在长时间动荡环境中出现疲劳效应而发生断裂，不适用于潮汐和波浪等动态的海洋环境中；（2）现有海缆的安全弯曲半径为15或25倍缆芯直径，而在潮汐能发电或波浪能发电过程中，要求海缆弯曲半径在8倍缆芯直径乃至更小范围内，以满足海缆在发电过程中不会因过度弯曲而导致线路中断；（3）现有海缆因加入金属铅护套的设计结构，重量较重。而潮汐能和波浪能发电为获取更多的动能，要求在发电过程中减少对发电装置的拖拽影响，故金属铅套结构的海缆不适用于波浪能发电系统；（4）为了现有海缆的提高抗拉强度，通常采用单层或多层粗圆钢丝铠装结构，这不仅增加了成本，更重要的是增加了产品的重量及尺寸，给海底电缆敷设和维护带来困难和不便。
技术实现思路
针对于上述技术问题，本技术的目的在于提供一种柔性光纤复合海底电缆，该电缆产品具有防水性能好、重量轻、尺寸小、高抗拉强度高、柔软性能优良、抗蠕变性能优异等特点，适用于为波浪能、潮汐发电及其他波动或震动较大较频繁海洋环境中，能够为作业装备提供稳定可靠的电力传输及通讯。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种柔性光纤复合海底电缆，包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋，以及位于外层的聚氨酯填充层、内护层、芳纶编织层和聚氨酯外护层，所述的芳纶加强筋设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，所述的电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体、丁腈-PVC复合物绝缘层和铜丝编织屏蔽层，所述的第五类无氧铜软导体是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，所述的通信光缆内部设置有十二芯光纤，所述的十二芯光纤的外层依次设置不锈钢管、PE护套和聚氨酯护层，所述的内护层与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层，所述的聚氨酯填充层的外层设置芳纶编织层，所述的芳纶编织层外层设置聚氨酯外护层。作为优化，所述的芳纶加强筋材质为Kevlar29或芳纶141，芳纶加强筋经过束合后再进行绞合而成。作为优化，所述的丁腈-PVC复合物绝缘层材质为聚氯乙烯丁腈复合物。作为优化，所述的十二光纤之间设置有阻水作用的阻水油膏。作为优化，所述的聚氨酯护层上设置有对称分布的两条钢丝。一种柔性光纤复合海底电缆的制备方法，包括以下步骤：采用束绞机将28根0.4mm的细圆无氧铜丝束绞成2.57mm股线，再将7根股线通过框绞机以1+6的结构绞合成外径7.7mm的圆导体；选用挤出机采用挤压式模具对7.7mm的圆导体挤制2.2mm的丁腈-PVC复合物绝缘，得到12.1mm的4根绝缘线芯；在绝缘缆芯外，使用编织机编织铜丝编织屏蔽层，铜丝编织屏蔽层采用160根0.2mm的铜丝进行编织，编织密度为57.6%，编织后外径为12.9mm，得电力缆芯；中间填充的高抗拉强度芳纶加强筋是采用42根芳纶纤维束绞成为3.1mm股线，再将7根股线以1+6的结构绞合成为9.3mm芳纶加强筋；将4根电力线芯，1根通信光缆进行成缆绞合，芳纶加强筋作为填充结构放置在中间位置形成34.8mm圆形缆芯；在圆形缆芯外选用挤出机采用挤压模具对圆形缆芯挤制填充层和内护层，挤压模具模套的承线径为25mm，模芯和模套之间的间距为10mm-15mm，挤制后的线芯外径为38.8mm；然后在内护套后的圆形缆芯上编织芳纶编织层，将两个芳纶纤维束绞成为一根芳纶筋，将束绞后的4根芳纶筋并线到编织机放线盘，再经由32锭编织机编织到圆形缆芯，共用256根芳纶纤维，编织密度在50%-70%之间，得到外径为39.4mm的圆形缆芯；对芳纶编织后的圆形缆芯进行聚醚型聚氨酯外护套挤出，首先使用加热装置对编织后的圆形缆芯进行加热，加热后芳纶纤维表面温度控制在40℃-60℃之间，然后进行挤出作业，挤出模具选用挤压式模具，得到复合海底电缆。本技术的有益效果是：与现有技术相比，本技术的一种柔性光纤复合海底电缆，本技术中的光纤复合海缆具有高抗拉强度、整体柔软能够适用于动态的水下环境中，因整个缆中仅有两种金属材料，所以质量轻，较低的涡流损耗和磁滞损耗，输电效率高，并且还具备光通信功能。附图说明图1为本技术总体结构图；其中，1、第五类无氧铜软导体，2、丁腈-PVC复合物绝缘层，3、铜丝编织屏蔽层，4、十二芯光纤，5、不锈钢管，6、聚氨酯护层，7、芳纶加强筋，8、聚氨酯填充层，9、内护层，10、芳纶编织层，11、聚氨酯外护层。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。实施例1一种柔性光纤复合海底电缆，包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋7，以及位于外层的聚氨酯填充层8、内护层9、芳纶编织层10和聚氨酯外护层11，所述的芳纶加强筋7设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，所述的电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体1、丁腈-PVC复合物绝缘层2和铜丝编织屏蔽层3，所述的第五类无氧铜软导体1是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，所述的通信光缆内部设置有十二芯光纤4，所述的十二芯光纤4的外层依次设置有不锈钢管5、PE护套和聚氨酯护层6，所述的内护层9与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层8，所述的聚氨酯填充层8的外层设置芳纶编织层10，所述的芳纶编织层10外层设置聚氨酯外护层11。所述的电力缆芯为直流2kV电力缆芯，直流2kV电力缆芯包括第五类无氧铜软导体和依次设置于所述的第五类软铜导体外的丁腈-PVC复合物绝缘层、铜丝编织屏蔽层。第五类无氧铜软导体由多根镀锡、退火软铜丝绞合而成，其用于传输电流，能够承受一定的机械拉力，质地柔软，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性光纤复合海底电缆，其特征在于：包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋（7），以及位于外层的聚氨酯填充层（8）、内护层（9）、芳纶编织层（10）和聚氨酯外护层（11），所述的芳纶加强筋（7）设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，所述的电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体（1）、丁腈‑PVC复合物绝缘层（2）和铜丝编织屏蔽层（3），所述的第五类无氧铜软导体（1）是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，所述的通信光缆内部设置有十二芯光纤（4），所述的十二芯光纤（4）的外层依次设置不锈钢管（5）、PE护套和聚氨酯护层（6），所述的内护层（9）与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层（8），所述的聚氨酯填充层（8）的外层设置芳纶编织层（10），所述的芳纶编织层（10）外层设置聚氨酯外护层（11）。

【技术特征摘要】
1.一种柔性光纤复合海底电缆，其特征在于：包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋（7），以及位于外层的聚氨酯填充层（8）、内护层（9）、芳纶编织层（10）和聚氨酯外护层（11），所述的芳纶加强筋（7）设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，所述的电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体（1）、丁腈-PVC复合物绝缘层（2）和铜丝编织屏蔽层（3），所述的第五类无氧铜软导体（1）是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，所述的通信光缆内部设置有十二芯光纤（4），所述的十二芯光纤（4）的外层依次设置不锈钢管（5）、PE护套和聚氨酯护层（6），所述的内护层（9）与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫伟，刘娅，张永东，尚吉永，孙家伟，孙家兴，李娜娜，王东亮，
申请(专利权)人：万达集团股份有限公司，山东万达海缆有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37