用于制造海底电缆的方法以及这样制造的电缆技术

本申请公开了一种用于制造电缆(100)的方法，包括：提供电缆芯(110)；提供铜箔(300)；在电缆芯上面在与焊接模具(550a)基本匹配的位置中提供保护条带(130)，该保护条带有径向内表面和外表面，并由铜制造，具有至少在径向外表面上的涂层，该涂层由熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金来制造；绕电缆芯来折叠铜箔，使得两个纵向铜箔缘(310)相互接触；利用焊接模具(550a)来焊接两个接触的纵向铜箔缘，从而获得具有焊缝(125)的铜护壳；减小铜护壳的直径，使它与电缆芯和保护条带直接接触；在比保护条带涂层的熔化温度更高的温度下加热保护条带和铜护壳，以使得涂层在焊缝中熔化；环绕铜护壳挤出聚合物护壳(140)。本申请还公开了一种电缆。

【技术实现步骤摘要】
用于制造海底电缆的方法以及这样制造的电缆
本专利技术涉及一种用于制造电缆的方法，特别是但并不排他，涉及一种用于制造水下或地下部署的高压电缆。本专利技术涉及一种通过上述方法制造的电缆。
技术介绍
在本专利技术中，措辞“高压”(HV)表示等于或大于30KV的电压。通常，电缆(特别是HV电缆)包括至少一个电缆芯，该电缆芯通常由导电金属导体形成，该导电金属导体由绝缘系统覆盖。绝缘系统顺序地由内部聚合物半导体层、中间聚合物绝缘层和外部聚合物半导体层来形成。绝缘系统由一层或多层保护层来包围。当电缆将安装在潮湿或潜在潮湿的环境中(例如水下或地下)时，应当保护电缆线芯防止水汽或水渗透，该水汽或水渗透可以导致电击穿。因此，海底或地下电缆通常包括环绕电缆的各电缆芯的金属阻挡部(在这种情况下，电缆芯还包括环绕外部聚合物半导体层的缓冲层)，以便在电缆的安装和操作过程中阻止水渗透。金属阻挡部能够由铝、铅或铜来制造。铜比铅轻，比铝更不易腐蚀。金属阻挡部能够通过挤出来制造，特别是在铅阻挡部的情况下，或者成纵向折叠护壳的形式，该护壳具有焊接的缘或者交叠和胶接的缘。相对于具有交叠和胶接的缘的纵向折叠护壳，具有焊接的缘的纵向折叠护壳在高压条件下(例如在大于例如1000m的水下深度)更可靠地防止水渗透。根据电缆的应用，金属阻挡部还能够有直的或波浪形的纵向截面(下文中也分别称为“直金属阻挡部”和“波纹形金属阻挡部”)。电缆能够部署为静止电缆，该电缆放置在固定点之间的表面(例如海床等)上，或者部署为动态电缆，该电缆悬挂在水下，因此受到海水运动(例如海流和/或波浪)的影响。在后一种情况下，相对于直金属阻挡部，波纹金属阻挡部为电缆提供了更大的灵活性。而且，金属阻挡部能够由聚合物(可选的半导体)的保护护壳来覆盖。具有铜阻挡部(该铜阻挡部由具有焊接的缘的纵向折叠护壳来制造)的电缆的制造方法通常包括以下步骤：环绕各电缆芯折叠铜箔；焊接缘；以及减小得到的铜阻挡部的总体直径，通常通过拉制，以使得它的内表面与电缆芯的外表面接触。在拉制步骤之后，一个或多个聚合物护壳能够环绕铜阻挡部挤出。在拉制步骤之后，在进入挤出机之前，具有金属阻隔层的电缆进行加热，以便保证与要挤出的聚合物护壳粘接。GB753935涉及利用铝护壳的有护壳电缆以及用于制造它的方法。施加铝护壳的方法包括为电缆提供紧密环绕的开口接缝金属管，使得管的相对接缝边缘相互接触，并使得接缝边缘通过电磁场而熔合在一起。该管的直径非常接近电缆的直径。接缝边缘熔合后，有护壳电缆通过定径辊，该定径辊使得护壳尺寸稍微减小。为了防止由于焊接飞弧和在相对接缝边缘的熔合过程中产生的过多热量而对绝缘造成的任何损坏，在电缆的上部区域上设置了保护条带。该条带能够由任何合适材料来制造，例如铝箔、玻璃、石棉等。US3575748公开了一种制造电缆的方法，除了金属(例如铝或铜)的薄蒸气阻挡部之外，该电缆还有由塑料带制造的搭接缝。带纵向弯曲成管，且搭接缝环绕芯。第二较窄的带(桥接或加强)也前进。带和第二带能够有相同的结构。该带由金属箔层压件制造，有在它的上表面和下表面上的塑料涂层。金属箔优选是铝或铜。桥接带位于搭接缝的下面。在带上的塑料涂层充分加热，以使得它们粘接在一起。
技术实现思路
申请人面临的问题是提供一种电缆，特别是用于海底应用的电缆，该电缆能够承受在高水下深度(即大于1000m，特别是大于1500m)处存在的高压条件下的水渗透。然后，申请人考虑了一种电缆，其中，各芯由铜阻挡部(在下面也称为“铜护壳”)包围，该铜阻挡部成具有焊接缘的纵向折叠铜箔的形式。铜箔缘的焊接在比铜的熔化温度(1080℃)更高的温度下进行，例如在大约1100℃的温度下。申请人已经观察到，在焊接步骤中产生的热量和蒸气可以局部熔化和/或损坏在焊缝下面的电缆芯聚合物层。申请人还观察到，焊缝可能有一些缺陷，例如小于0.5mm2的孔，这些缺陷不能可靠地检测，在高压下的水能够通过该缺陷而渗透穿过金属阻挡部。申请人考虑在焊接步骤之前在电缆上提供条带，该条带位于焊缝的下面。申请人发现，由铜制造的条带至少在径向外表面上涂覆有熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金，可以克服上述问题。在焊接步骤中，涂覆条带与铜阻挡部间隔开一定距离，以使得条带基本不会加热至足以熔化，但是在聚合物护壳挤出之前的加热过程中，条带的涂层熔化和粘接在金属阻挡部的焊缝上，因此修补了不容易检测的可能缺陷/孔(例如尺寸小于0.5mm2的缺陷/孔)。这样，申请人体验到能够保证焊缝在高水下深度(例如大约2000m的深度)也能够抵抗水渗透。条带还用作电缆的聚合物层的保护阻挡部，抵抗在制造铜阻挡部的焊接步骤中产生的热量和蒸气。因此，根据第一方面，本专利技术涉及一种用于制造电缆的方法，它包括：-提供电缆芯，该电缆芯包括电导体，并有外径；-提供铜箔，该铜箔的宽度为这样，在铜箔折叠以便提供绕各电缆芯的铜护壳之后，该铜护壳的内径比电缆芯的外径大5至15mm；-在各电缆芯上面在与焊接模具基本匹配的位置中提供保护条带，该保护条带有径向内表面和外表面，并由铜制造，具有至少在径向外表面上的涂层，该涂层由熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金来制造；-绕电缆芯来折叠铜箔，以使得两个纵向铜箔缘相互接触；-利用焊接模具来焊接两个接触的纵向铜箔缘，从而获得具有焊缝和有直径的、成管形式的铜护壳；-减小铜屏蔽件的直径，使它与电缆芯和保护条带直接接触；-在比保护条带涂层的熔化温度更高的温度下加热保护条带和铜阻挡部，以使得涂层在焊缝中熔化；-绕铜阻挡部挤出聚合物护壳。在实施例中，减小铜阻挡部的直径通过轧制来获得。通过本专利技术的方法，相对的纵向铜箔缘的焊接在离电缆芯的外表面和离条带足够大距离处发生，以避免在焊接过程中产生的热量和蒸气可能损坏电缆芯和条带。在实施例中，本专利技术的方法包括在挤出聚合物护壳之前绕铜阻挡部挤出粘接剂层。在本专利技术方法的实施例中，在直径减小步骤之前，以管形式获得的铜护壳的内径比电缆芯的外径大8至10mm。根据还一方面，本专利技术涉及一种电缆，它包括：-电缆芯，该电缆芯包括电导体，并有外径；-铜护壳，该铜护壳环绕各电缆芯，并成具有焊缝的管的形式；其中，电缆包括保护条带，该保护条带有径向内表面和外表面，并由铜制造，具有至少在径向外表面上的涂层，该涂层由熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金来制造，该涂层在铜护壳的焊缝中熔化。在实施例中，本专利技术的电缆包括两个或更多电缆芯，例如三个电缆芯。在本专利技术的电缆实施例中，铜护壳的厚度在0.2mm至1.5mm的范围内。在本专利技术的电缆实施例中，条带的宽度在15mm至50mm的范围内。该尺寸与电缆芯的直径成比例。焊缝的宽度安全地在条带的宽度内，因此保证防止水在焊缝处渗透。在本专利技术的电缆实施例中，保护条带的厚度在0.05m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造电缆(100)的方法，所述方法包括：/n-提供电缆芯(110)，所述电缆芯(110)包括电导体(115)，并具有外径；/n-提供铜箔(300)，所述铜箔(300)的宽度为这样，在铜箔(300)折叠以便提供绕各电缆芯(110)的铜护壳(120)之后，所述铜护壳(120)的内径比电缆芯的外径大5mm至15mm；/n-在电缆芯(110)上面在与焊接模具(550a)大致匹配的位置中提供保护条带(130)，所述保护条带(130)具有径向内表面和径向外表面，并由铜制造，具有至少在径向外表面上的涂层，所述涂层由熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金来制造；/n-绕电缆芯(110)来折叠铜箔(300)，以使得两个纵向铜箔缘(310)相互接触；/n-利用焊接模具(550a)来焊接接触的两个纵向铜箔缘(310)，从而获得成具有焊缝(125)的管形式的铜护壳(120)，所述铜护壳具有直径；/n-减小铜护壳(120)的直径，使铜护壳与电缆芯(110)和保护条带(130)直接接触；/n-在比保护条带(130)的涂层的熔化温度高的温度下加热保护条带(130)和铜护壳(120)，以使得涂层在焊缝(125)中熔化；/n-绕铜护壳(120)挤出聚合物护壳(140)。/n...

【技术特征摘要】
20190916 IT 1020190000164061.一种用于制造电缆(100)的方法，所述方法包括：
-提供电缆芯(110)，所述电缆芯(110)包括电导体(115)，并具有外径；
-提供铜箔(300)，所述铜箔(300)的宽度为这样，在铜箔(300)折叠以便提供绕各电缆芯(110)的铜护壳(120)之后，所述铜护壳(120)的内径比电缆芯的外径大5mm至15mm；
-在电缆芯(110)上面在与焊接模具(550a)大致匹配的位置中提供保护条带(130)，所述保护条带(130)具有径向内表面和径向外表面，并由铜制造，具有至少在径向外表面上的涂层，所述涂层由熔化温度在90℃至250℃之间的金属或金属合金来制造；
-绕电缆芯(110)来折叠铜箔(300)，以使得两个纵向铜箔缘(310)相互接触；
-利用焊接模具(550a)来焊接接触的两个纵向铜箔缘(310)，从而获得成具有焊缝(125)的管形式的铜护壳(120)，所述铜护壳具有直径；
-减小铜护壳(120)的直径，使铜护壳与电缆芯(110)和保护条带(130)直接接触；
-在比保护条带(130)的涂层的熔化温度高的温度下加热保护条带(130)和铜护壳(120)，以使得涂层在焊缝(125)中熔化；
-绕铜护壳(120)挤出聚合物护壳(140)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：在直径减小步骤之前，以管形式获得的铜护壳(120)的内径比电缆芯(110)的外径大8mm至10mm。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·波扎蒂，F·克里斯托菲尼，S·弗里格利奥，P·里伯伊，
申请(专利权)人：普睿司曼股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT