海底电缆的制作方法、海底电缆和铠装成型分线装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种海底电缆的制作方法、海底电缆和铠装成型分线装置。该海底电缆的制作方法包括：根据海底电缆使用条件计算确定海底电缆所需张力；根据缆芯截面确定扁线结构参数；根据扁线结构参数计确定扁线铠装层敷设张力；通过扁线铠装层敷设张力参数确定扁线结构参数是否满足设计要求。本发明专利技术的技术方案的海底电缆的制作方法能够实现对扁线铠装结构的精确设计，使得扁线铠装结构能够更好地适应应用环境，有利于扁线铠装结构在海底电缆中的推广应用。广应用。广应用。

【技术实现步骤摘要】
海底电缆的制作方法、海底电缆和铠装成型分线装置


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，具体而言，涉及一种海底电缆的制作方法、海底电缆和铠装成型分线装置。

技术介绍

[0002]海上风电是可开发容量大、距离用电负荷中心近、可融合产业多、清洁环保的绿色能源，是非水清洁可再生能源接续开发的主要支撑，是发展海洋经济的重点领域，在后续能源体系中占有重要地位，目前，海上风电正在朝着远海化、大型化的趋势发展。
[0003]海底电缆作为联结海上不同风电场之间、风机与风机之间及海上风电场与陆上输电线路，用来传输电信号和通讯信号，以满足海缆系统功能需要。铠装层是海底电缆至关重要的结构部件，主要提供了机械保护和张力的稳定性，铠装层需提供足够的机械保护，防止安装机具、渔具和锚具带来的外部威胁。
[0004]海缆的施工过程中一般采用施工船投放埋设机的方式进行海缆铺埋，通过拉动铠装层钢丝实现海缆的整体移动，张力不仅来自于悬挂海缆自身重量，还包括敷设船垂直运动产生的附加动态力，敷设过程合力远大于海缆垂至海底的静态受力，当海缆受力过大，不仅会导致敷设出现困难，也会导致电缆发生较大变形，直接影响其电气性能。圆钢丝铠装结构凭借良好的抗拉伸性能和工艺制造的简便性在现有海缆结构中广泛应用，使用环境特殊的海底电缆采用多层圆钢丝铠装结构，以提供足够张力保护。
[0005]与圆钢丝相比，扁钢丝在电缆外径较小的情况下具备相同的铠装截面，节省敷设船的空间；同时，扁钢丝铠装结构具有良好海缆抗侧压能力及抗拉能力、优化海缆结构以及节约成本等优势方面，然而由于扁钢丝铠装结构成型方法的限制，使得扁钢丝铠装结构在海上风电中的应用受限，适应性差，难以满足不同工况下的使用，阻碍了扁钢丝铠装结构的推广。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种海底电缆的制作方法、海底电缆和铠装成型分线装置，能够实现对扁线铠装结构的精确设计，使得扁线铠装结构能够更好地适应应用环境，有利于扁线铠装结构在海底电缆中的推广应用。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供了一种海底电缆的制作方法，包括：根据海底电缆使用条件计算确定海底电缆所需张力；根据缆芯截面确定扁线结构参数；根据扁线结构参数计算确定扁线铠装层敷设张力；通过扁线铠装层敷设张力参数确定扁线结构参数是否满足设计要求。
[0008]进一步地，根据缆芯截面确定扁线结构参数的步骤包括：通过如下公式计算扁线厚度：h＝[(D
‑
Df)
‑
ds
×
2]/2；其中D为海底电缆外径，单位为mm，Df为扁线铠装前的海底电缆外径，单位为mm，ds为外护层厚度，单位为mm，h单位为mm；根据海底电缆使用环境和扁线厚度h确定扁线宽度w；通过如下公式确定扁线使用数量：n＝π(Df+2h)/w/k；其中k为扁线绞
入系数，w的单位为mm。
[0009]进一步地，根据扁线结构参数计算确定扁线铠装层敷设张力的步骤包括：通过如下公式计算扁线铠装层敷设张力：P＝(n
×
π
×
w
×
h)/μ
×
f；其中μ为安全系数，取值2～3，f为选用单根扁线的抗拉强度，单位为N/mm2，P的单位为N。
[0010]进一步地，根据海底电缆使用条件计算确定海底电缆所需张力的步骤包括：通过如下公式确定海底电缆所需张力T：T＝1.3W
×
d+H，其中W为1m电缆水中重量，单位为N/m，d为海底电缆最大敷设水深，单位为m，H为安装期间最大预期水底接触点对海底电缆的张力，单位为N；通过扁线铠装层敷设张力参数确定扁线结构参数是否满足设计要求的步骤包括：判断P≥T是否成立；当该关系成立时，确定扁线结构参数满足设计要求。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种采用上述的制作方法制作的海底电缆，包括：电力单元；通讯单元；垫层，绕包在电力单元和通讯单元的外周侧；扁线铠装层，绕设在垫层的外周侧；外护层，套设在扁线铠装层的外周侧。
[0012]进一步地，电力单元包括由内而外依次设置的导体、内半导电屏蔽层、挤包绝缘层、外半导电屏蔽层、半导电阻水层、金属屏蔽防水层以及分相护套层，内半导电屏蔽层、挤包绝缘层和外半导电屏蔽层为交联三层共挤结构；和/或，通讯单元包括光单元，光单元包括由内而外依次设置的光纤单元、阻水填充、外套管、半导电内护套、光单元铠装层、阻水带层以及半导电外护套层。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种铠装成型分线装置，应用于上述的海底电缆的扁线铠装绞合成型，包括：预成型分线装置，包括预成型分线面板、分线限位装置和过线装置，分线限位装置设置在预成型分线面板的进线侧，过线装置设置在预成型分线面板的出线侧，预成型分线面板上设置有过线孔，过线装置对应过线孔设置，分线限位装置将扁线进行分线后导向至过线孔；定型分线装置，设置在预成型分线装置的出线端，定型分线装置包括定型分线面板和扁线调整装置，扁线调整装置设置在定型分线面板的出线端，并沿定型分线面板的周向间隔排布，扁线调整装置具有穿线通道；扁线经分线限位装置进行分线后，从过线孔穿过，经过线装置输送至定型分线装置，经扁线调整装置调整后从穿线通道穿出。
[0014]进一步地，分线限位装置包括沿预成型分线面板的径向延伸的柱状体，柱状体设置在过线孔的两侧，并限定扁线的周向位置，过线装置包括过线轮，过线轮对应过线孔设置。
[0015]进一步地，扁线调整装置包括安装座、上限位压模和下限位压模，上限位压模和下限位压模对应安装在安装座上，上限位压模和下限位压模之间形成穿线通道。
[0016]进一步地，扁线调整装置在定型分线面板周向方向上的位置和数量可调，和/或，扁线调整装置能够转动地设置在定型分线面板上，并能够在角度调整后固定在调整角度。
[0017]进一步地，预成型分线装置的数量为三个，分别为第一分线装置、第二分线装置和第三分线装置，第一分线装置、第二分线装置和第三分线装置沿着靠近定型分线装置的方向依次间隔设置，扁线沿水平方向经过第一分线装置后，在第二分线装置处下行，并在第三分线装置处沿水平方向走线，以在第二分线装置处形成下凹结构。
[0018]应用本专利技术的技术方案，设计过程中海底电缆所需张力是根据海底电缆的具体使用条件计算确定的，而根据扁线铠装层敷设张力是根据扁线结构参数计算得到的，通过将
扁线铠装层敷设张力与海底电缆所需张力进行比较，就能够确定扁线结构参数是否满足设计要求，是否能够适用于相应的使用环境，根据上述设计方法制造出的海底电缆能够更好地适应应用环境，保障施工和运行安全，从而提高海底电缆的适用性和使用灵活性，有利于扁线铠装结构在海底电缆中的推广应用。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1示出了本专利技术的实施例的海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底电缆的制作方法，其特征在于，包括：根据海底电缆使用条件计算确定海底电缆所需张力；根据缆芯截面确定扁线结构参数；根据扁线结构参数计算确定扁线铠装层敷设张力；通过扁线铠装层敷设张力参数确定扁线结构参数是否满足设计要求。2.根据权利要求1所述的海底电缆的制作方法，其特征在于，根据缆芯截面确定扁线结构参数的步骤包括：通过如下公式计算扁线厚度：h＝[(D
‑
Df)
‑
ds
×
2]/2；其中D为海底电缆外径，单位为mm，Df为扁线(80)铠装前的海底电缆外径，单位为mm，ds为外护层厚度，单位为mm，h的单位为mm；根据海底电缆使用环境和扁线厚度h确定扁线宽度w；通过如下公式确定扁线使用数量：n＝π(Df+2h)/w/k；其中k为扁线绞入系数，w的单位为mm。3.根据权利要求2所述的海底电缆的制作方法，其特征在于，根据扁线结构参数计算确定扁线铠装层敷设张力的步骤包括：通过如下公式计算扁线铠装层敷设张力：P＝(n
×
π
×
w
×
h)/μ
×
f；其中μ为安全系数，取值2～3，f为选用单根扁线(80)的抗拉强度，单位为N/mm2，P的单位为N。4.根据权利要求3所述的海底电缆的制作方法，其特征在于，根据海底电缆使用条件计算确定海底电缆所需张力的步骤包括：通过如下公式确定海底电缆所需张力T：T＝1.3W
×
d+H，其中W为1m电缆水中重量，单位为N/m，d为海底电缆最大敷设水深，单位为m，H为安装期间最大预期水底接触点对海底电缆的张力，单位为N；通过扁线铠装层敷设张力参数确定扁线结构参数是否满足设计要求的步骤包括：判断P≥T是否成立；当该关系成立时，确定扁线结构参数满足设计要求。5.一种采用如权利要求1至4中任一项所述的海底电缆的制作方法制作的海底电缆，其特征在于，包括：电力单元(10)；通讯单元(19)；垫层(20)，绕包在所述电力单元(10)和所述通讯单元(19)的外周侧；扁线铠装层(30)，绕设在所述垫层(20)的外周侧；外护层(40)，套设在所述扁线铠装层(30)的外周侧。6.根据权利要求5所述的海底电缆，其特征在于，所述电力单元(10)包括由内而外依次设置的导体(11)、内半导电屏蔽层(12)、挤包绝缘层(13)、外半导电屏蔽层(14)、半导电阻水层(15)、金属屏蔽防水层(16)以及分相护套层(17)，所述内半导电屏蔽层(12)、所述挤包
绝缘层(13)和所述外半导电屏蔽层(14)为交联三层共挤结构；和/或，所述通讯单元(19)包括光单元(28)，所述光单元(28)包括由内而外依次设置的光纤单元(21)、阻水填充(22)、外套...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，赵囿林，翁剑，陈孟，罗宇，胡明，刘利刚，杜强，叶明君，王佳佳，冯启韵，缪星星，张学锋，呼文博，陈杰，
申请(专利权)人：中天科技海缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：