一种光纤复合电力海底充油电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤复合电力海底充油电缆，其特征在于在防护层中设有光单元层，该光单元层由光纤和聚乙烯填充条间隔绞合而成。金属护套层包括铅护套层，铅护套层外侧设有回流线层，该回流线层由扁铜线组成，铅护套层和回流线层之间设有内衬层。在金属护套层中设置回流线层，可以提高金属护套层的短路电流，同时有助于提高电缆载流量。本实用新型专利技术的优点在于复合了海底光纤电缆和海底电力电缆，具有较高的电气性能和足够的机械强度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及海底电缆，特别涉及适合于在深海中敷设和工作 的光纤复合电力海底充油电缆。技术背景充油电缆是利用补充浸渍原理来消除绝缘层中形成的气隙以提 高电缆工作场强的一种电缆结构。充油电缆根据护层结构不同可分为 两类， 一类是自容式充油电缆， 一类是钢管充油电缆。自容式充油电 缆护层结构和一般电缆相同，采用铅护套或铝护套。自容式充油电缆 一般在线芯的中心具有与补充浸渍设备相连接的油道。当电缆温度升 高时，浸渍剂受热膨胀，膨胀出来的浸渍剂经过油道流至补充浸渍设 备中；当电缆温度下降时，浸渍剂收縮，补充浸渍设备中的浸渍剂经 过油道对绝缘层进行补充浸渍。这样既消除了绝缘层中气隙的产生， 又防止在电缆中产生过高的压力，因此它的运行温度可大大提高，同样线芯截面，充油电缆的载流量比普通油纸绝缘电缆大30% 40%，充油电缆的起始游离电场强度高，其工作电场强度可为普通油纸绝缘 电缆的两倍以上，因此不需过分增加电缆绝缘的厚度就可以制造电压 较高的电缆。所以充油电缆特别适用于高电压、输送容量大的电缆线 路，当充油电缆受到外力破坏而发生漏油时，不必马上进行停电处理， 可以从补油设备中加油维持电缆正常运行，使修理工作有充裕的时 间。为了提高补充浸渍速度，防止油流产生过高的压降，充油电缆-一 般采用低粘度油作为浸渍剂，为了提高绝缘层的击穿强度、防止护套 破裂时潮气侵入，便于补充浸渍， 一般浸渍剂压力均高于大气压。自容式充油电缆根据其内部工作油压力大小可分为高压力(10 15大 气压)、中压力(3 6大气压)和低压力(0.5 3大气压)三种。浸渍纸自从19世纪末就已作为绝缘材料，由于它绝缘介质特性 良好，在超高压电缆制造中，油纸绝缘具有重要意义。1924年意大 利建设了第一条130kV油纸绝缘自容式充油电缆。单芯自容式充油电缆一般结构线芯、绝缘层、金属护套及保护层。光纤复合电力充油海底电缆即是将光纤单元结构复合到电力电 缆中，此种电缆利用不同的介质，既具有输送电能的作用，又具有光 通讯作用。复合海底电缆光单元要求比较严格。用于制造海底电缆的 光纤均要经过严格的应变筛选，根据不同水深度要求决定光纤的应变 筛选强度。海底光缆受到张力时要伸长，其伸长大小与所受张力及海 底电缆结构有关，在同样的张力下，伸长率越小表示海底电缆的强度 越高，为提高海底电缆中光纤的寿命，海底电缆受力时光纤受到的应 变要有严格的限制，当海底电缆受到所规定的工作负荷时，光纤不应 有伸长量。另外，复合海底电缆渗水特性、抗张力性、防腐性及其它机械性能要求满足IEC141—1标准。海底光纤电缆中光纤单元结构是光缆结构特征的标志，光纤单元 在结构上分为紧套结构和松套结构。 一直以来，海底光缆结构上都是 紧套结构和松套结构并存，紧套结构主要采用的是弹性体埋入式，光纤的芯数一般不太多(十几芯左右)，如将光纤埋入于聚胺酯弹性体内构成光纤单元，这种海底电缆目前只有美国和日本等国家生产；而 松套结构主要有中心管式和骨架式。目前已有的结构中，其中将光纤 放入到光纤不锈钢松套管是我国第三代海底光缆，第一代海底电缆的 光纤结构单元结构为骨架槽+铜(或铝)管结构，第二代海底电缆的 光纤单元结构为热塑性松套管+铜(或铝)管结构。海底电缆技术要求的最大特点是对使用寿命和可靠性要求很高， 主要是由于海底电缆链路具有重要的战略意义。链路的中断将会导致 重大的经济损失。海底电缆应当满足较高的机械和电气性能要求，因 此对其结构设计提出了较高要求。在敷设和维修操作过程中，海底电缆要能经得起在布缆船船头上 重复拖拉和布放，海底电缆应能承受敷设和打捞时的张力，能经受得 住从深海中打捞回收、维修和替换。 一般来说，敷设时的拉力与海底 电缆水中重量和敷设水深有关，而打捞时张力与水中重量、敷设海深 及海底电缆所在的海底地质有关，打捞张力远大于敷设张力。海底电 缆还要能应对拖船和船锚等可能引起的人为损害，当被铁钩、锚或渔 具钩住时，应不断裂，对拖网船拖网或船锚等引起的损坏有适当的保 护。海底电缆敷设在海底，长期受到与敷设水深相关的水压作用，这 就要求海底电缆能承受径向的水压，还要能在使用深度上如出现断缆时能阻止水的纵向渗透，同时能耐磨损、耐腐蚀及耐海底生物的侵蚀。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光纤复合电力海底充油电缆，既具 有输送电能又具有光通讯作用，同时采用监测光纤对电缆进行监测， 具有较大的机械强度、较高的电气性能及较强的防护能力。为了实现上述目的，本技术的技术方案是 一种光纤复合电 力海底充油电缆，包括导体层，该导体层内设有中空油道，导体层外 设有油纸绝缘层，油纸绝缘层外设有金属护套层，金属护套层外设有 防护层，其特征在于在防护层中设有光单元层，该光单元层由光纤和 聚乙烯填充条间隔绞合而成。金属护套层包括铅护套层，铅护套层外 侧设有回流线层，该回流线层由扁铜线组成，铅护套层和回流线层之 间设有内衬层。光单元层采用单根光纤和聚乙烯填充条均布间隔绞合结构，使光 纤具有一定的绞合节距，这样拉伸应力不会对光纤的传输和监测性能 产生影响，而且由于光纤复合在电力海缆中，其机械强度、防护能力 更加安全可靠。回流线层的设置可以提高金属护套层的短路电流，同 时有助于提高电缆载流量。本技术的优点在于复合了海底光纤电 缆和海底电力电缆，具有较高的电气性能和足够的机械强度。附图说明图1为本技术一实施例的示意图具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步的描述。 一种光纤复合电力海底充油电缆，包括导体层，该导体层内设有 中空油道，导体层外设有油纸绝缘层，油纸绝缘层外设有金属护套层， 金属护套层外设有防护层，其特征在于在防护层中设有光单元层，该 光单元层由光纤和聚乙烯填充条间隔绞合而成。金属护套层包括铅护 套层，铅护套层外侧设有回流线层，该回流线层由扁铜线组成，铅护 套层和回流线层之间设有内衬层。其中导体层包括铜导体2，该铜导体2为圆形中空结构。高压充 油电缆的铜导体必须要有中空油道，具有中空油道的线芯结构由型线 或由螺旋管1作支撑，螺旋管1具有较高的刚性和弹性，当受到外力 伸长时能够在外力撤销后自动回弹到原直径和原节距。铜导体2表面 光洁，无锐边以及突起或断裂的单线。这种结构的线芯柔软，工艺简 单，制造容易。油纸绝缘层4是由多层电缆纸带绕包到线芯上后，经过干燥和油 浸过程形成的。线芯纸包绝缘是确保电缆使用质量的关键工艺。油纸绝缘层4与铜导体2之间设有导体屏蔽层3，导体屏蔽层3由双色半导电纸和单色半导电纸组成， 一般为2~6层，其厚度值为0.35 0.8mm。油纸绝缘层4外的保护层为金属护套层，它既可以作为电缆接地 电极输送一定量的短路电流又可作为防水密封护层保护电缆绝缘不 受潮气损害。通常海底电缆的金属护层选用合金铅材料。在本技术中金属护套层包括铅护套层6，铅护套层6外侧设 有回流线层8，该回流线层8由扁铜线组成，铅护套层6和回流线层 8之间设有内衬层7。回流线层8由扁铜线组成，其厚度约为 0.6 3.0mm，可以提高金属护套层的短路电流，同时有助于提高电缆 载流量。内衬层由沥青胶粘带和聚氯乙烯带组成，其厚度近似值为 0.3~2.5mm，用于将回流线层和铅护套层隔离开。高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤复合电力海底充油电缆，包括导体层，该导体层内设有中空油道，导体层外设有防护层，其特征在于在防护层中设有光单元层，该光单元层由光纤和聚乙烯填充条间隔绞合而成。

【技术特征摘要】
1、一种光纤复合电力海底充油电缆，包括导体层，该导体层内设有中空油道，导体层外设有防护层，其特征在于在防护层中设有光单元层，该光单元层由光纤和聚乙烯填充条间隔绞合而成。2、 如权利要求1所述的光纤复合电力海底充油电缆，其特征在 于导体层外设有油纸绝缘层，油纸绝缘层外设有金属护套层，金属护 套层外设有防护层，光单元层设在防护层中。3、 如权利要求2所述的光纤复合电力海底充油电缆，其特征在 于金属护套层包括铅护套层，铅护套层外侧设有回流线层，该回流线 层由扁铜线组成，铅护套层和回流线层之间设有内衬层。4、 如权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫临元，丁敏，储茂盛，贺金红，
申请(专利权)人：上海电缆厂有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]