动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法技术

本发明专利技术提供了一种动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法。动态海底电缆包括光单元和多个电缆线芯，环绕光单元和多个电缆线芯，从内至外依次设置有内护套、铠装层和外护套；多个电缆线芯构成三角形结构，相邻两个电缆线芯之间抵接接触，电缆线芯包括由内到外依次设置的铝合金导体单元、导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，铝合金导体单元包括多个导体层和设置在相邻两个导体层之间的阻水胶，每个导体层包括多根导体单丝。本发明专利技术的技术方案能够具有较好的阻水性能和疲劳性能，从而延长动态海底电缆的使用寿命。电缆的使用寿命。电缆的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法


[0001]本专利技术涉及海缆
，具体而言，涉及一种动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着低碳的发展，我国水深超过50m的海域蕴藏的风能储量超过1268GW，占整个海上风能的60％以上，这些海域安装固定桩风机难以实现。为满足国内沿海经济发达省份对清洁能源的巨大需求，漂浮式风电成为未来中国风电开发的最佳途径。国际上多数海洋大国，大陆坡急剧延伸至深海，为了获取更佳风资源，动态海缆使用深度往往达到1000m，同时大容量传输，动态海缆单位重量和尺寸越来越庞大。
[0003]目前，随着浮式风电的发展，连接浮式结构物和水下设备的动态海底光电复合海缆存在位于大水深时阻水性能和疲劳性能不好的问题，导致动态海底电缆的使用寿命低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种动态海底电缆及动态海底电缆的成型方法，以解决现有技术中的动态海底电缆位于大水深时阻水性能和疲劳性能不好导致使用寿命较低的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种动态海底电缆，包括：光单元和多个电缆线芯，环绕光单元和多个电缆线芯，从内至外依次设置有内护套、铠装层和外护套；多个电缆线芯构成三角形结构，相邻两个电缆线芯之间抵接接触，电缆线芯包括由内到外依次设置的铝合金导体单元、导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，铝合金导体单元包括多个导体层和设置在相邻两个导体层之间的阻水胶，每个导体层包括多根导体单丝。
[0006]进一步地，导体单丝为铝合金单丝，导体单丝的强度为305Mpa～330Mpa；导体单丝进行退火处理。
[0007]进一步地，每个导体层的节距和该导体层的外径之间满足以下条件：10D
A
≤h≤16D
A
；其中，D
A
为导体层的外径，h为导体层的节距。
[0008]进一步地，多根导体单丝采用非紧压绞合的方式绞制成铝合金导体单元，每个导体层包括6n个导体单丝，每个导体层的外径D
A
＝(2n+1)d，其中，n为导体层的层数，d为导体单丝的直径。
[0009]进一步地，电缆线芯还包括设置在绝缘屏蔽层的外周的金属屏蔽层，金属屏蔽层包括沿径向间隔设置的两根铜带和设置在两根铜带之间的半导电阻水带。
[0010]进一步地，动态海底电缆还包括填充结构，相邻两个电缆线芯之间均设有填充结构，填充结构的一侧设有与电缆线芯的外壁面相适配的接触表面，填充结构的另一侧开设有用于容纳光单元的容纳槽。
[0011]进一步地，电缆线芯和填充结构均为三个，每个填充结构设有多个容纳槽，每个容纳槽内均设有光单元。
[0012]进一步地，铠装层由扁钢丝绞合制成，铠装层为多个，相邻两个铠装层的扁钢丝的绞合方向相反。
[0013]进一步地，铠装层的外周涂有沥青或沥青漆；或者，铠装层的外周绕包PP绳。
[0014]进一步地，电缆线芯还包括第一半导电缓冲带和第二半导电缓冲带，第一半导电缓冲带位于金属屏蔽层的内侧，第二半导电缓冲带位于金属屏蔽层的外侧。
[0015]根据本专利技术的一个方面，提供了一种动态海底电缆的成型方法，成型方法包括：制备电缆线芯，使得电缆线芯包括由内到外依次设置的铝合金导体单元、导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，铝合金导体单元包括多个导体层和设置在相邻两个导体层之间的阻水胶，每个导体层包括多根导体单丝；设置多个电缆线芯，以构成三角形结构；制备光单元的过程；环绕光单元和多个电缆线芯，由内到外依次设置内护套、铠装层和外护套。
[0016]进一步地，制备电缆线芯的步骤还包括：采用非紧压同心绞合的方式将多根导体单丝绞制形成多个导体层的多个导体层成型步骤；以及，挤压位于最外层的导体层。
[0017]进一步地，成型方法还包括在铠装层的外周涂抹沥青或沥青漆，和/或，成型方法还包括在铠装层的外周绕包PP绳。
[0018]应用本专利技术的技术方案，铝合金阻水导体采用圆形非紧压的设计，能够缓解铝合金结构塑性硬化的问题，延伸铝合金导体的疲劳使用寿命；在相邻两个导体层之间填充阻水胶，铝合金导体单元能够形成紧密的实体，阻水胶可以提升多根导体单丝的间隙处的阻水性能，同时，在受到弯曲
‑
拉伸载荷的作用时，阻水胶还可以缓解相邻导体单丝之间的摩擦应力和损伤，这样，当动态海底电缆位于大水深时，可以延长动态海底电缆的使用寿命。另外，导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层形成三层共挤结构，其中，导体屏蔽层能够降低由于铝合金导体单元绞制形成凹凸不平的表面导致的局部电场集中，从而确保铝合金导体单元表面的电场分布均匀；绝缘层能够起到绝缘的作用；绝缘屏蔽层用于屏蔽电场，也就是说，通过设置绝缘屏蔽层，绝缘屏蔽层的外部无电力线分布，这样可以避免绝缘屏蔽层的内部和外部之间存在气隙，从而能够降低绝缘强度对动态海底电缆的影响。
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示出了根据本专利技术的动态海底电缆的实施例的结构示意图；
[0021]图2示出了图1的动态海底电缆的铝合金导体单元的结构示意图；
[0022]图3示出了图1的动态海底电缆的金属屏蔽层的侧视图；以及
[0023]图4示出了根据本专利技术的动态海底电缆的成型方法的流程图。
[0024]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0025]1、导体单丝；2、阻水胶；3、阻水带；4、半导电绑扎带；5、导体屏蔽层；6、绝缘层；7、绝缘屏蔽层；8、第一半导电缓冲带；9、金属屏蔽层；91、铜带；92、半导电阻水带；10、第二半导电缓冲带；11、防腐层；12、光单元；13、填充结构；15、内护套；17、PP绳；20、外护套；21、电缆线芯；22、铠装层；23、导体层；25、接触表面；26、容纳槽；27、铝合金导体单元。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0027]如图1至图3所示，本专利技术的实施例提供了一种动态海底电缆。动态海底电缆包括光单元12和多个电缆线芯21，环绕光单元12和多个电缆线芯21，从内至外依次设置有内护套15、铠装层22和外护套20；多个电缆线芯21构成三角形结构，相邻两个电缆线芯21之间抵接接触，电缆线芯21包括由内到外依次设置的铝合金导体单元27、导体屏蔽层5、绝缘层6以及绝缘屏蔽层7，铝合金导体单元27包括多个导体层23和设置在相邻两个导体层23之间的阻水胶2，每个导体层23包括多根导体单丝1。
[0028]在上述技术方案中，电缆线芯21为三个，相邻两个电缆线芯21之间抵接接触，以形成三角形的结构，并且光单元12和三个电缆线芯21间隔设置。在相邻两个导体层23之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态海底电缆，其特征在于，包括光单元(12)和多个电缆线芯(21)，环绕所述光单元(12)和所述多个电缆线芯(21)，从内至外依次设置有内护套(15)、铠装层(22)和外护套(20)；多个所述电缆线芯(21)构成三角形结构，相邻两个所述电缆线芯(21)之间抵接接触，所述电缆线芯(21)包括由内到外依次设置的铝合金导体单元(27)、导体屏蔽层(5)、绝缘层(6)以及绝缘屏蔽层(7)，所述铝合金导体单元(27)包括多个导体层(23)和设置在相邻两个所述导体层(23)之间的阻水胶(2)，每个所述导体层(23)包括多根导体单丝(1)。2.根据权利要求1所述的动态海底电缆，其特征在于，所述导体单丝(1)为铝合金单丝，所述导体单丝(1)的强度为305Mpa～330Mpa；所述导体单丝(1)进行退火处理。3.根据权利要求1所述的动态海底电缆，其特征在于，每个所述导体层(23)的节距和该导体层(23)的外径之间满足以下条件：10D
A
≤h≤16D
A
；其中，D
A
为导体层的外径，h为导体层的节距。4.根据权利要求1所述的动态海底电缆，其特征在于，多根所述导体单丝(1)采用非紧压绞合的方式绞制成所述铝合金导体单元(27)，每个所述导体层(23)包括6n个所述导体单丝(1)，每个所述导体层(23)的外径D
A
＝(2n+1)d，其中，n为导体层的层数，d为导体单丝的直径。5.根据权利要求1所述的动态海底电缆，其特征在于，所述电缆线芯(21)还包括设置在所述绝缘屏蔽层(7)的外周的金属屏蔽层(9)，所述金属屏蔽层(9)包括沿径向间隔设置的两根铜带(91)和设置在所述两根铜带(91)之间的半导电阻水带(92)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的动态海底电缆，其特征在于，所述动态海底电缆还包括填充结构(13)，相邻两个所述电缆线芯(21)之间均设有所述填充结构(13)，所述填充结构(13)的一侧设有与所述电缆线芯(21)的外壁面相适配的接触表面(25)，所述填充结构(13)的另一侧开设有用于容纳所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊勇，赵囿林，景洋，张小龙，胡明，金星宇，潘盼，朱井华，曹凯，刘利刚，冯启韵，
申请(专利权)人：南海海缆有限公司，
类型：发明
国别省市：