一种多功能复合岛屿电力电缆及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公布了一种多功能复合岛屿电力电缆及其制造工艺，包括海床直埋段、陆地直埋段、海岸悬挂段，海岸悬挂段连通所述海床直埋段和所述陆地直埋段，还包括缆芯和设置于所述缆芯外部的防护层；其中，所述缆芯包括至少一根绝缘线芯和至少一个缓冲式抗拉单元。本发明专利技术根据海床下直埋、海岸段悬挂、岛屿陆地段直埋不同敷设环境，将电缆分为陆地直埋段、海岸悬挂段、海床直埋段三段式不同防护结构，通过一根电缆设计分段差异化结构设计，满足了不同敷设环境的要求，提高电缆在不同环境下的适应性，具有抗拉抗压抗冲击抗震防水防油防紫外线防虫鼠的优点。同时设置的缓冲式抗拉单元，起到了在短时超大强度冲击拉力作用下的缓冲和承载能力的效果。

A multifunctional composite island power cable and its manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
一种多功能复合岛屿电力电缆及其制造工艺
本专利技术涉及一种抗拉、抗压、抗冲击、抗震、防水、防油、防紫外线、防虫鼠的多功能复合岛屿电力电缆及其制造工艺。
技术介绍
我国是一个海洋大国，拥有300多万平方公里的海域和18000公里长的海岸线，沿海分布有6000多个岛屿，在浅海大陆架蕴藏着丰富的海底油田和天然气，沿海又是我国经济发达区，国内沿海岛屿发展急需用电，由于建设电站成本高、周期长，再加上燃料供应困难等因素，故此，对中小型海岛的供电、通信(尤其是军用保密通信)都需要通过大长度光电综合电缆来解决，因此电缆是海岛的生命线。随着海洋资源的不断开发和利用，海岛的开发越来越受到国家和社会的重视，同时沿海人民为了改善环境，提高生产、生活质量，对电力、通讯的需求不断增强，为开发研究生产大长度高压海岛电力通讯综合缆提供了广阔的市场前景。特别是我国浅海不断发现新的油气田，海上石油平台通讯、供电需要大量电缆，海洋渔业的发展，目前仍需要进口海岛电力通讯复合缆。然而海岛的电力、通讯始终是制约海岛经济发展的瓶颈。保证海岛供电安全，信号传输的可靠性则势在必行。电线电缆行业是电力和通信两大国民经济支柱产业的重要配套行业，在国民经济中有着极其重要的地位，其中行业生产总量占全国总GDP的4‰至5‰，电线电缆产品起着输送能源、传递信息的重要作用，是国民经济的“血管”和“神经”。中国每年海底电缆、管道铺设长度有几千公里，海底电缆占整个铺设量的10％～15％左右。随着国民经济的快速发展及岛屿建设、海岛开发的持续进行，深海能源开采，国内对海底电缆的需求大幅增加。而普通海缆仅能用于0-100m水深，深海石油开采、沿海风电相对对海底电气性能、防水性能均有更高的要求。沿海及海岛的自然环境与内陆不同，属于盐碱地、潮湿度高，因此，在该区域内敷设电缆一定要考虑到电缆耐环境的适应能力。分析海岛电缆安装敷设环境，除了常规海底电缆防水、防海水腐蚀外，基于海岛有海底、海岸、岛屿山丘复杂地理环境，需要电缆还需具备海床地震、近海船只抛锚造成的短时巨大冲击拉力损伤，海岸悬挂段受海水频繁浪涌造成的电缆弯曲疲劳损伤，海岸段凸出岩石造成电缆的过度弯曲，海平面以上的紫外光老化腐蚀，以及岛屿陆地直埋段山石造成的压力损伤等等一系列防御功能；综合上述运行敷设环境要求，为了更好岛屿海洋经济，急需一款具备抗拉、抗压、抗冲击、抗震、防水、防油、防紫外线、防虫鼠的新型海岛电力电缆及生产工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多功能复合岛屿电力电缆及其制造工艺，解决了现有的海底电缆一般分为水下埋设段和陆上埋设段，在一些海岛坡度比较陡峭的环境下，容易出现由于弯曲半径过小或张力过大而损伤电缆，而且现有电缆的安全性能参差不齐，无法达到高导电、成本低、节能环保、阻水性优、防腐蚀、抗蠕变、抗疲劳等多种性能的问题，从而实现了根据海床下直埋、海岸段悬挂、岛屿陆地段直埋不同敷设环境，一根电缆设计分段差异化结构设计，满足了不同敷设环境要求，并且具有良好的防水性、防腐性、防紫外线、防油污等性能，同时还能减小电缆外层的磁通量，从而减小电缆电力传输过程中的电磁转换损耗和发热。实现本专利技术目的的技术方案是：一种多功能复合岛屿电力电缆，包括：海床直埋段，敷设于海床下；陆地直埋段，敷设于海岛陆地下；海岸悬挂段，悬挂于海岸，连通所述海床直埋段和所述陆地直埋段；所述海床直埋段、陆地直埋段及海岸悬挂段包括缆芯和设置于所述缆芯外部的防护层；其中，所述缆芯包括至少一根绝缘线芯和至少一个缓冲式抗拉单元；所述缓冲式抗拉单元由内至外依次为碳纤维复合芯、弹性垫层、钢丝层、沥青涂覆层。进一步地，所述防护层包括纤维绳缠绕层；所述纤维绳缠绕层浸渍沥青，先缠绕后浸渍，这样沥青能将缠绕绳和里面的铠装层一起浸渍。进一步地，所述防护层还包括抗疲劳弯曲层；所述抗疲劳弯曲层采用不锈钢带联锁铠装结构，设置于所述海岸悬挂段，且位于所述缆芯与所述纤维绳缠绕层之间。进一步地，所述防护层还包括抗机械损伤层；所述抗机械损伤层采用不锈钢带，设置于所述陆地直埋段，且位于所述缆芯与所述纤维绳缠绕层之间。进一步地，所述绝缘线芯由内至外依次为导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层和铅套防腐屏蔽层。进一步地，所述缆芯还包括至少一个通信监控单元；所述通信监控单元包括内部的光纤束和外部的套管。进一步地，所述缆芯还包括至少一个油管单元和一个水管单元；所述油管单元采用第一不锈钢内管与第一塑料外管的复合结构；所述水管单元采用第二不锈钢内管与第二塑料外管的复合结构。进一步地，一种多功能复合岛屿电力电缆还包括张力座；所述张力座设置于所述海岸悬挂段与所述陆地直埋段连接处，分为可开合的上座和底座；所述上座和底座上对应地设置缺口，闭合后形成主穿线通道；所述上座和底座上还设置有与所述缓冲式抗拉单元数量一致的抗拉单元穿线通道。进一步地，所述抗拉单元穿线通道包括位于中心的复合芯穿线孔和环绕于所述复合芯穿线孔外部的多个钢丝穿线孔。进一步地，所述缓冲式抗拉单元与张力座的张力连接为钢丝层钢丝分别穿越多个钢丝穿线孔与张力座焊接，碳纤维复合芯穿越复合芯穿线孔成轴向自由位移状态。一种制造所述的海岛电力电缆的工艺，包括以下步骤：测量海床直埋段、陆地直埋段和海岸悬挂段所需长度；制造缆芯；按照测量的长度，在所述缆芯外设置防护层。采用了上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：(1)本专利技术根据海床下直埋、海岸段悬挂、岛屿陆地段直埋不同敷设环境，将电缆分为陆地直埋段、海岸悬挂段、海床直埋段三段式结构，通过一根电缆设计分段差异化结构设计，满足了不同敷设环境的要求，降低了敷设难度和敷设成本。同时，在电缆填充位置设置包含弹性垫层的缓冲式抗拉单元，当钢丝拉力增加时，径向挤压弹性垫层，弹性垫层外径减小，钢丝长度延伸，起到缓冲的效果，同时随着钢丝和弹性垫层径向力增加，碳纤维复合芯抗拉力将起主导作用，由于碳纤维具有良好的抗拉性能和不变形性，所以在弹性垫层一定变形量给钢丝缓冲后，继续增加拉力将不再变形，最终起到能够承受很大抗张能力的效果；这样的结构设计，既考虑到电缆具备良好的抗拉能力的同时，很好的解决了电缆在接受如海床地震、近海船只抛锚等巨大拉力冲击作用下，电缆的缓冲式抗拉单元首先产生的是轴向的位移延伸，缓冲巨大冲击力的效果；然后是拉力集中到碳纤维上，承载巨大拉力冲击的效果。此外，缓冲式抗拉单元还能减小电缆外层的磁通量，从而减小电缆电力传输过程中的电磁转换损耗和发热。(2)本专利技术根据不同的敷设环境，在缆芯外部设置了不同的防护层，从而使电缆具有良好的防水性、防腐性、防紫外线、防油污等性能。(3)因为考虑到海水侵蚀和潮汐冲击，所以防护层中的纤维绳缠绕层采用沥青浸渍，起到了结构固定和防腐的效果。(4)由于考虑海岸悬挂段电缆受潮汐冲击，电缆处于动态弯曲状态，为防止电缆过度弯曲及潮汐夹杂物对电缆的冲击，因此在悬挂段设置采用不锈钢带联锁铠装结构的抗疲劳弯曲层，起到抗疲劳弯曲和杂物冲击效果。(5)由于陆地直埋段电缆采用了不锈钢带铠装结构的抗机械损伤层，有效提高了电缆抗岛屿山石的机械损伤能力。(6)因为导体采用了软结构以及绝缘层采用了橡皮等弹性材料，大大提高了电缆安装敷设的弯曲特性，以及受海水浪涌频繁冲击的抗疲劳弯曲能力。(7)为了能实时监测到电缆的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于包括：海床直埋段，敷设于海床下；陆地直埋段，敷设于海岛陆地下；海岸悬挂段，悬挂于海岸，连通所述海床直埋段和所述陆地直埋段；所述海床直埋段、陆地直埋段及海岸悬挂段包括连续的缆芯(100)和设置于所述缆芯(100)外部的三段式不同的防护层(200)；其中，所述缆芯(100)包括至少一根绝缘线芯(110)和至少一个缓冲式抗拉单元(120)；所述缓冲式抗拉单元(120)由内至外依次为碳纤维复合芯(121)、弹性垫层(122)、钢丝层(123)、沥青涂覆层(124)。

【技术特征摘要】
1.一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于包括：海床直埋段，敷设于海床下；陆地直埋段，敷设于海岛陆地下；海岸悬挂段，悬挂于海岸，连通所述海床直埋段和所述陆地直埋段；所述海床直埋段、陆地直埋段及海岸悬挂段包括连续的缆芯(100)和设置于所述缆芯(100)外部的三段式不同的防护层(200)；其中，所述缆芯(100)包括至少一根绝缘线芯(110)和至少一个缓冲式抗拉单元(120)；所述缓冲式抗拉单元(120)由内至外依次为碳纤维复合芯(121)、弹性垫层(122)、钢丝层(123)、沥青涂覆层(124)。2.根据权利要求1所述的一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于：所述防护层(200)包括纤维绳缠绕层(210)；所述纤维绳缠绕层(210)浸渍沥青。3.根据权利要求2所述的一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于：所述防护层(200)还包括抗疲劳弯曲层(220)；所述抗疲劳弯曲层(220)采用不锈钢带联锁铠装结构，设置于所述海岸悬挂段，且位于所述缆芯(100)与所述纤维绳缠绕层(210)之间。4.根据权利要求2所述的一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于：所述防护层(200)还包括抗机械损伤层(230)；所述抗机械损伤层(230)采用不锈钢带，设置于所述陆地直埋段，且位于所述缆芯(100)与所述纤维绳缠绕层(210)之间。5.根据权利要求1至4之一所述的一种多功能复合岛屿电力电缆，其特征在于：所述绝缘线芯(110)由内至外依次为导体(111)、导体屏蔽层(112)、绝缘层(113)、绝缘屏蔽层(114)和铅套防腐屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国君，陆正荣，唐芸，周彩霞，
申请(专利权)人：圣安电缆有限公司，江苏威达电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32