一体化高功率脐带缆制造技术

示出了一体化功率脐带缆(K1)。功率脐带缆包括：至少一个功率电缆(4)，其用于传送大量的电能/功率；以及填充物材料(2、3)，其呈刚性的细长形的塑料元件的形式，至少部分地围绕功率电缆(4)和在功率电缆(4)之间铺设。这些元件借助于铺设和封闭操作而被共同地汇集成扭曲的束，扭曲的束进而被保护性护套(1)包围。围绕性元件，即填充物材料(2、3)或护套(1)，中的至少一个由半导体材料制成，所述半导体材料能够使在至少一个功率电缆(4)传导大量的电能/功率时在功率脐带缆(K1)中产生的电容性电流排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一体化高功率脐带缆本专利技术涉及一体化高功率脐带缆，包括多条高功率电缆，其用于大量的电功率/ 能量的转移；填充物材料，其呈刚性的细长形的塑料元件/型材元件(profile element)的形式，被定位为至少部分地围绕高功率电缆和在高功率电缆之间，并且其借助于铺设和封闭操作而共同地聚集成扭曲的束；以及保护性护套，其包封高功率电缆和填充物材料。初始地，本专利技术的基础是获得被机械地保护的功率电缆，该功率电缆被特别地制备为DEH电缆(直流电加热)并且被设计为待被配备在海中。这样的DEH电缆被用于对运输所生产的碳氢化合物的管线进行加热以防止水合(hydratization)。DEH电缆可以例如被固定地束缚于管线，即所谓的“机载的”解决方案。DEH电缆构成导体中的一个并且管线自身构成加热系统中的另一个导体。这样的加热系统在NO 323516中被公开并且被更详细地描述。熟知的内容是，当交流电流(AC)被在导体中供应时，在金属导体和环境(远程地面)之间的电容将产生。所产生的电容性的交流电流被称为充电电流。传统地，这样的高电压功率电缆已经被设计为具有电缆铠装和电缆外套(cable mantle)，或被称为屏蔽物。屏蔽物存在以处理和排出当这些高电压电缆处于操作中并且传送大量的电能/功率时产生的电容性电流。现在这被以不同的方式解决，并且结合现有的高功率脐带缆而被开发。现有的高功率脐带缆固有地具有上文提到的机械性保护，即作为呈刚性的细长形的塑料元件/型材元件的形式的填充物材料。为什么存在以不同的方式解决屏蔽的需要，尤其是因为如下原因。对于从海床延伸至浮仓的电缆来说，电缆需要穿过通常地在海表面区中的动态区域。在动态区域中操作的电缆(通过波浪、风、洋流等等)被赋予随时间推移导致疲劳的非期望的运动，并且特别地在所提到的被设计为处理电容性电流的电缆外套中。当电缆具有大尺寸并且外套被定位为远离电缆的中心线时，外套特别地遭受到动态区域中的疲劳破坏和随后的断裂。因此，非常期望的是，寻找对于这种电缆外套的代替物，其通常是铜或其他合适金属材料的厚箔材。以某种方式或另一种方式，在海电缆内发生的电容性电流必须被排出至周围的海水，以限制经过电缆的横切横截面的轴向电容性电流和被沿着外护套积聚的电压。出乎意料的是，已经发现，脐带缆的所描述的型材元件和外护套可以由具有良好的半导体的性质的材料制成并且可以与本专利技术的功率脐带缆一起使用。与横截面中的海水共同地，它们将共同地将电流沿着脐带缆传导。电流的在管和海水之间的转移通过阳极发生并且在海水中的电流与管平行地流动。转移区域的长度通过物理定律给定并且通常地对于60Hz的应用是50m。见附图说明图13。复杂的电磁计算是必需的，以确定在管和海水之间的电流分布。这些计算作为“相邻效应”和 “皮肤效应”与物理定律相联系。因此，根据本专利技术，提供一种所介绍的所述类型的一体化高功率脐带缆，其是独特的，因为围绕性元件，即填充物材料或护套，中的至少一个由半导体材料制成，所述半导体材料能够使在高功率电缆传导大量的电能/功率时在高功率电缆中产生的电容性电流排出或消散。然而，需要提到的是，根据本专利技术的功率脐带缆可以以尤其适应于脐带缆使用的具体领域的多种变化形式和实施方案来供应。对于其全部而言，一般的共同特性是，其需要具有良好的消散或排出电容性电流的能力，而不用如传统地进行那样使用金属屏蔽物。这种良好的排出电容性电流的能力尤其通过使用被挤出的型材元件而发生，其中被挤出的型材元件既具有良好的用于对电流转移电缆产生机械性保护的能力同时地又用作有助于排出电容性电流的半导体。此外，一体化高功率脐带缆可以被进一步处理以增加电容性电流的消散。这发生的原因主要在于，径向地延伸的通道被设置为穿过脐带缆的外护套和中空的被挤出的型材元件，使得海水在型材元件内存在并且径向地延伸的洞或孔自身形成用于电容性电流的排放或消散的连通路线。作为另外的选择，人们可以向高功率脐带缆提供纤维光学导体，以用于连续地监测高功率脐带缆的状态。在过度过量的热产生时，纤维光学导体将接收温度增加，并且进而向监测站提供信号，使得监测站采取措施以停止电流。电缆的新的和有利的特征是·由于较低的能量损失，该电缆具有比其他的电缆高的效率·半导体性的电缆的在(具有控制功能的)高功率脐带缆中的使用 这种电缆设计在动态的高功率脐带缆中的使用提供抵抗疲劳的更长的使用寿命 这种电缆设计在动态的高功率脐带缆中的使用能够实现坚固的深海解决方案·使用细长形的金属元件以将电容性电流沿着缆线的长度排出 使用半导体性的轴向型材以获得在单相的或三相的高功率电缆之间的接触·使用该型材作为对电缆的另外的保护以及作为轴向铠装使用新的电缆，实现了以下方面〇较小复杂性的电缆〇较少的效果损失〇坚固的并且耐冲击的电缆〇电缆中较少的感应性损失(10-20% )〇在I-管中较少的热产生(动态应用)〇减小的脐带缆直径和重量〇更长的长度并且没有接合部或拼接部〇更低的成本〇更简单的安装〇显著地改进的疲劳性质〇可用于所有的电压间隔(voltage interval)〇高至2000mm2的电缆横切横截面〇30年的设计寿命因此这种一体化高功率脐带缆包括不具有传统的铠装和屏蔽物的高电压功率电缆。脐带缆使用仅具有半导体性的外套管的电缆。电容性电流经过电缆的外套管排出并且向外传导至海。电容性电流通过沿着其长度彼此接触而被消除。缺少与海水/地面的接触将可能地导致半导体性的套管的立即的消耗和熔化。此外，半导体性的电缆省略了钢铠装或屏蔽物，但是具有用于静态的和动态的应用的刚性的细长形的塑料元件，之前尚未被使用。这种解决方案适用于长的静态的电缆/脐带缆和短的动态的电缆/脐带缆。优选地，电高功率电缆、填充物材料和至少一个电导体可以在高功率脐带缆的纵向延伸的整个或一部分中被SZ铺设和封闭，即在高功率脐带缆的纵向延伸的整个或一部分中以连续地交替方向而被交替地铺设和封闭，同时被SZ铺设和封闭的束通过保护性护套而实质上扭转刚性地被保持固定。作为替代形式，一体化高功率脐带缆可以被以传统的方式铺设和封闭成具有相对长的铺设长度的螺旋。在一个实施方案中，刚性的细长形的塑料元件中的至少一个和保护性外护套二者由半导体材料制成，半导体材料例如含有碳的聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)。刚性的细长形的塑料元件可以包括用于接收海水的纵向地延伸的通道，并且保护性外护套可以包括与纵向地延伸的通道连通的实质上径向地延伸的通道，所述海水形成用于排除或消散高功率脐带缆中产生的电容性电流的半导体。在一个实施方案中，至少一个纤维光学导体可以被排列在高功率脐带缆中，所述纤维光学导体能够连续地监测高功率脐带缆的状态，其中断裂将产生报警信号。刚性的细长形的塑料元件可以具有呈孔、洞、狭缝或类似形式的通道，使得海水能够将电容性电流排除或消散至周围的海水。在另一个实施方案中，或补充地，电高功率电缆可以是三相电缆，其中三相电缆在其横切横截面内排列成三角形，该三相电缆彼此接触或与半导体性的型材接触。在更复杂的实施方案中，高功率脐带缆可以包括电线和/或纤维光学导体，电线和/或纤维光学导体也被以双配置铺设和封闭并且被定位在外护套的内部，可选择地被以传统的方式铺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿韦·菲耶尔纳，奥利·A·海格达尔，
申请(专利权)人：阿克海底公司，
类型：发明
国别省市：