CN101950619A - 一种单芯高压海缆的混合型铠装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其包括混合铠装层，混合铠装层呈环形由青圆铜丝与无磁不锈钢丝一一间隔排列构成，优点在于采用由青圆铜丝与无磁不锈钢丝一一间隔排列构成的混合铠装层对海缆进行铠装，与镀锌圆钢丝铠装层相比，可有效减少铠装涡流损耗；另一方面，由于本铠装结构的混合铠装层由青圆铜丝与无磁不锈钢丝间隔排列而成，使用的青圆铜丝很少，与双层扁青铜丝铠装层相比，大大降低了铠装结构的成本，同时通过无磁不锈钢丝的利用，可提高海缆的整体机械性能，从而可大大提高海缆的抵抗恶劣环境性能；此外，本铠装结构能够较好地适用于110kV及以上高电压等级的海底电缆中。
Description
技术领域
本发明涉及一种单芯高压海缆，尤其是涉及一种单芯高压海缆的混合型铠装结构。
背景技术
图3a、图3b和图4a、图4b分别为目前国际上较为常见的两种海底电缆的结构示意图。图3a和图3b所示的海底电缆为镀锌圆钢丝铠装的海底电缆，其主要包括导体21及依次设置于导体21外的导体屏蔽层22、绝缘层23、绝缘屏蔽层24、金属护套27、内护套28、镀锌圆钢丝铠装层210和外被层211，绝缘屏蔽层24外绕设有膨胀带25，内护套28与镀锌圆钢丝铠装层210之间设置有用于圆整电缆的PP填充绳29，PP填充绳29中设置有光缆单元26，这种结构的海底电缆由于其采用镀锌圆钢丝进行铠装，因而成本较低，但若将这种海底电缆中的镀锌圆钢丝铠装层应用于110kV及以上等级的海缆中时，运行时会产生很大的铠装涡流损耗，这样对海缆的载流量影响较为严重，同时也将严重影响到海缆线路的损耗。图4a和图4b所示的海底电缆为双层扁青铜丝铠装的海底电缆，其结构与图3a和图3b给出的镀锌圆钢丝铠装的海底电缆的结构基本相同，其主要包括导体31及依次设置于导体31外的导体屏蔽层32、绝缘层33、绝缘屏蔽层34、金属护套36、内护套37、双层扁青铜丝铠装层38和外被层39，绝缘屏蔽层34外绕设有膨胀带35，这种结构的海底电缆采用的铠装层为双层扁青铜丝铠装层，即在内护套外设置第一层扁青铜丝，在第一层扁青铜丝外再设置第二层扁青铜丝，但由于铜的价格非常昂贵，其设置了两层扁青铜丝无疑大大增加了海缆的成本，经济效益较差，同时由于铜的抗拉强度较小，因此直接影响了海缆的整体机械性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于单芯高压海缆，且在有效减少铠装涡流损耗的同时，能够大大提高海缆的抗恶劣环境性能的混合型铠装结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，包括至少一层混合铠装层，所述的混合铠装层呈环形由青圆铜丝与无磁不锈钢丝一一间隔排列构成。
单芯高压海缆的PP填充绳外设置有一层所述的混合铠装层。
单芯高压海缆的PP填充绳外依次设置有两层所述的混合铠装层。
单芯高压海缆的内护套外设置有一层所述的混合铠装层。
单芯高压海缆的内护套外依次设置有两层所述的混合铠装层。
两层所述的混合铠装层之间设置有用于降低铠装材料之间的磨损程度的缓冲层。
所述的缓冲层采用的材料为沥青和纤维编织加强无纺布。
所述的缓冲层采用的材料为沥青和高强度尼龙带。
与现有技术相比，本发明的优点在于采用至少一层由青圆铜丝与无磁不锈钢丝一一间隔排列构成的混合铠装层对海缆进行铠装，与镀锌圆钢丝铠装层相比，可有效减少铠装涡流损耗；另一方面，由于本铠装结构的混合铠装层由青圆铜丝与无磁不锈钢丝间隔排列而成，使用的青圆铜丝很少，与双层扁青铜丝铠装层相比，大大降低了铠装结构的成本，同时通过无磁不锈钢丝的利用，可提高海缆的整体机械性能，从而可大大提高海缆的抵抗恶劣环境性能；此外，本铠装结构能够较好地适用于110kV及以上高电压等级的海底电缆中。
附图说明
图1a为采用本发明实施例一的混合型铠装结构的海缆的部分立体结构示意图；
图1b为图1a的俯视示意图；
图2为采用本发明实施例二的混合型铠装结构的海缆的部分立体结构示意图；
图3a为现有的镀锌圆钢丝铠装的海底电缆的部分立体结构示意图；
图3b为图3a的俯视示意图；
图4a为现有的双层扁青铜丝铠装的海底电缆的部分立体结构示意图；
图4b为图4a的俯视示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本实施例提出的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，如图1a和图1b所示，其包括设置于单芯高压海缆的PP填充绳19外的一层混合铠装层，该混合铠装层呈环形由青圆铜丝110与无磁不锈钢丝111一一间隔排列构成。
图1a和图1b给出了采用本铠装结构的一种海缆的结构示意图，该海缆包括导体11及依次设置于导体11外的导体屏蔽层12、绝缘层13、绝缘屏蔽层14、膨胀带15、金属护套17、内护套18、PP填充绳19、混合铠装层和外被层113，PP填充绳19之间设置有光缆单元16。
本铠装结构不限于使用于图1a和图1b给出的海缆结构中。
表1给出了镀锌圆钢丝铠装的海底电缆、双层扁青铜丝铠装的海底电缆及采用本铠装结构的海缆的载流量、机械性能及铠装结构成本的比较。
表1镀锌圆钢丝铠装的海缆、双层扁青铜丝铠装的海缆及采用本铠装结构的海缆的性能比较表
从表1中可以看出，本铠装结构与镀锌圆钢丝铠装层相比，虽然在成本上增加了很多，且海缆的机械性能有略微的降低，但采用本铠装结构的海缆的载流量得到了提升；本铠装结构与双层扁青铜丝铠装层相比，虽然在海缆的载流量性能上有略微的降低，但海缆的机械性能得到了提升，同时大大降低了铠装成本。通过分析表1，足以证明本铠装结构能够有效减少铠装涡流损耗，提高海缆的载流量。
实施例二：
本实施例提出的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，如图2所示，其包括依次设置于单芯高压海缆的内护套18外的两层混合铠装层，即第一层混合铠装层设置于内护套18外，第二层混合铠装层设置于第一层混合铠装层外，该两层混合铠装层均呈环形由青圆铜丝110与无磁不锈钢丝111一一间隔排列构成。
图2给出了采用本铠装结构的一种海缆的结构示意图，该海缆包括导体11及依次设置于导体11外的导体屏蔽层12、绝缘层13、绝缘屏蔽层14、膨胀带15、金属护套17、内护套18、第一层混合铠装层、第二层混合铠装层和外被层113。
在此，由于两层混合铠装层的铠装材料间相互交叉成型，双层铠装材料相互之间直接的挤压和搓动产生摩擦，会造成铠装材料的磨损(铠装材料的磨损属于表面疲劳磨损：两接触表面在交变接触压应力的作用下，铠装材料的表面因疲劳而产生物质损失)，减少铠装材料的直径、面积，最终影响海缆的机械性能。为防止磨损，在两层混合铠装层之间设置了一层缓冲层112，这样交变接触压应力会作用于缓冲层112上，主要磨损缓冲层112，而对铠装材料基本不造成磨损，这样有效保护了铠装材料，从而提高了海缆的机械性能。
在此具体实施例中，缓冲层可采用沥青和纤维编织加强无纺布材料制成，涂覆沥青，绕包纤维编织加强无纺布；缓冲层也可采用沥青和高强度尼龙带制成，涂覆沥青，绕包高强度尼龙带。
本实施例给出的铠装结构与实施例一给出的铠装结构相比，虽然在成本上有所提高，但同时大大提高了海缆的机构性能。
本铠装结构不限于使用于图2给出的海缆结构中。
在上述实施例一的基础上，也可在图1a和图1b所示的单芯高压海缆的PP填充绳19外依次设置两层混合铠装层，并在两层混合铠装层之间设置一层缓冲层。
在上述实施例二的基础上，也可只在图2所示的单芯高压海缆的内护套18外设置一层混合铠装层。
Claims (8)
1.一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于包括至少一层混合铠装层，所述的混合铠装层呈环形由青圆铜丝与无磁不锈钢丝一一间隔排列构成。
2.根据权利要求1所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于单芯高压海缆的PP填充绳外设置有一层所述的混合铠装层。
3.根据权利要求1所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于单芯高压海缆的PP填充绳外依次设置有两层所述的混合铠装层。
4.根据权利要求1所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于单芯高压海缆的内护套外设置有一层所述的混合铠装层。
5.根据权利要求1所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于单芯高压海缆的内护套外依次设置有两层所述的混合铠装层。
6.根据权利要求3或5所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于两层所述的混合铠装层之间设置有用于降低铠装材料之间的磨损程度的缓冲层。
7.根据权利要求6所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于所述的缓冲层采用的材料为沥青和纤维编织加强无纺布。
8.根据权利要求6所述的一种单芯高压海缆的混合型铠装结构，其特征在于所述的缓冲层采用的材料为沥青和高强度尼龙带。
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