CN116978611A - 海底电缆及海底电缆的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆技术领域，提供一种海底电缆及海底电缆的制造方法。上述的海底电缆，包括阻水导体，所述阻水导体由多根金属导体绞合而成，多根所述金属导体之间填充有阻水材料，其中，每根所述金属导体的第一端的直径小于第二端的直径。上述的海底电缆，实现了整根海底电缆内变截面导体的连续生产，突破了目前不同导体截面海底电缆必须采用转换接头进行连接的瓶颈，缩短了海底电缆的制造时间，同时，海底电缆不需要设置转换接头生产质量更加稳定可靠，在满足登陆段环境条件苛刻，需要更高传输电流要求的情况下，节约了工程投资成本。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种海底电缆及海底电缆的制造方法。
背景技术
常规海缆工程路由包括海底段、登陆段等多种工况条件，其中登陆段穿堤散热条件较差，现有工程的海缆均以散热严苛段条件作为输入进行全线路等截面导体设计，海底段路由存在10％～15％的导体截面设计冗余，目前海底电缆生产均为同截面导体连续生产，或者需要采用预支式中间接头或者工厂软接头形式在登陆段将两根不等径(不同截面导体)海缆进行连接。此种方法存在的弊端主要为：采用工厂接头形式或海陆缆预支式转换接头形式将不同直径的海缆连接时，工厂接头在工厂制作增加了海缆运行风险，同时通常一个软接头制作一般需要4-7天时间，造成时间浪费，影响项目交付；而海陆缆转换接头需要在现场制作，施工周期长，增加施工时间和海陆缆接头成本。基于此，提供一种不需要转换接头的变直径导体的海底电缆成为业内亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种海底电缆及海底电缆的制造方法，用以解决现有技术中变直径导体的海底电缆需要转换接头连接的缺陷。
本发明提供一种海底电缆，包括阻水导体，所述阻水导体由多根金属导体绞合而成，多根所述金属导体之间填充有阻水材料，其中，每根所述金属导体的第一端的直径小于第二端的直径。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括绝缘屏蔽结构，所述绝缘屏蔽结构包附在所述阻水导体的外部，所述阻水导体在包附所述绝缘屏蔽结构后形成第一缆芯结构，所述第一缆芯结构的第一端的直径小于第二端的直径。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括阻水带绕包层，所述阻水带绕包层包附在所述绝缘屏蔽结构的外部，形成第二缆芯结构，所述第二缆芯结构的第二端的直径与第一端的直径之间的差值小于2mm。
根据本发明提供的一种海底电缆，所述绝缘屏蔽结构包括：导体屏蔽层，包附在所述阻水导体的外部；绝缘层，包附在所述导体屏蔽层的外部；绝缘屏蔽层，包附在所述绝缘层的外部。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括：金属护层，包附在所述阻水带绕包层的外部；聚乙烯护层，包附在所述金属护层的外部。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括内衬层，所述内衬层包附在所述聚乙烯护层的外部。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括：多个光纤单元，设置于所述聚乙烯护层与所述内衬层之间；填充保护层，填充于多个所述光纤单元之间。
根据本发明提供的一种海底电缆，还包括：铠装层，包附在所述内衬层的外部；外护层，包附在所述铠装层的外部。
本发明还提供一种如上所述的海底电缆的制造方法，包括：将第一金属导线的一端与第二金属导线的一端冷压焊接形成所述金属导体，其中，所述第一金属导线的直径小于所述第二金属导线的直径；将多根所述金属导体中的所述第一金属导线绞合后，再将多根所述金属导体中的所述第二金属导线绞合，并在两次绞合过程中填充阻水材料形成所述阻水导体。
根据本发明提供的海底电缆的制造方法，还包括：在所述阻水导体的外部挤附绝缘屏蔽结构，其中，所述绝缘屏蔽结构包括导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，所述导体屏蔽层、所述绝缘层和所述绝缘屏蔽层三层同时挤出成型。
本发明提供的海底电缆，实现了整根海底电缆内变截面导体的连续生产，突破了目前不同导体截面海底电缆必须采用转换接头进行连接的瓶颈，缩短了海底电缆的制造时间，同时，海底电缆不需要设置转换接头生产质量更加稳定可靠，在满足登陆段环境条件苛刻，需要更高传输电流要求的情况下，节约了工程投资成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的海底电缆的结构示意图；
图2变截面金属导体绞合的模具的结构示意图；
图3是变截面金属导体绞合过程的示意图；
附图标记：
10：阻水导体；20：绝缘屏蔽结构；21：导体屏蔽层；22：绝缘层；23：绝缘屏蔽层；30：阻水带绕包层；40：金属护层；50：聚乙烯护层；61：光纤单元；62：填充保护层；70：内衬层；80：铠装层；90：外护层；101：第一上模；102：第一下模；111：第二上模；112：第二下模；201：第一金属导线；202：第二金属导线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面结合图1-图3描述本发明的海底电缆及海底电缆的制造方法。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆包括阻水导体10，阻水导体10由多根金属导体绞合而成，多根金属导体之间填充有阻水材料，其中，每根金属导体的第一端的直径小于第二端的直径。
具体来说，在本实施例中，阻水导体10由多根金属导体绞合而成，金属导体可以为铜金属单丝或铝金属单丝，多根金属导体之间填充有阻水带或阻水胶，以起到防水的作用。每根金属导体两端的直径不等，具体地，在制备阻水导体10时，将小直径的金属单丝与大直径的金属单丝冷压焊接在一起，形成变截面的金属导体。在将多根金属导体绞合时，先将多根金属导体中小直径的金属单丝进行绞合，再将多根金属导体中大直径的金属单丝进行绞合，在两次绞合过程中填充阻水带或阻水胶，以形成变截面的阻水导体10。
本发明实施例提供的海底电缆，实现了整根海底电缆内变截面导体的连续生产，突破了目前不同导体截面海底电缆必须采用转换接头进行连接的瓶颈，缩短了海底电缆的制造时间，同时，海底电缆不需要设置转换接头生产质量更加稳定可靠，在满足登陆段环境条件苛刻，需要更高传输电流要求的情况下，节约了工程投资成本。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括绝缘屏蔽结构20，绝缘屏蔽结构20包附在阻水导体10的外部，阻水导体10在包附绝缘屏蔽结构后形成第一缆芯结构，第一缆芯结构的第一端的直径小于第二端的直径。
具体来说，在阻水导体10的外部挤附绝缘屏蔽结构20，由于阻水导体10两端的直径不等，在挤附绝缘屏蔽结构20后所形成的第一缆芯结构，其两端的直径依然不相等。
进一步地，如图1所示，在本发明的实施例中，绝缘屏蔽结构包括：导体屏蔽层21、绝缘层22和绝缘屏蔽层23。导体屏蔽层21包附在阻水导体10的外部，绝缘层22包附在导体屏蔽层21的外部，绝缘屏蔽层23包附在绝缘层22的外部。
具体来说，导体屏蔽层21为挤包半导电材料，也可先绕包半导电带后再挤出导电屏蔽材料。绝缘层22采用交联聚乙烯绝缘挤包，绝缘屏蔽层23采用挤包半导电材料。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括阻水带绕包层30。阻水带绕包层30包附在绝缘屏蔽结构20的外部，形成第二缆芯结构，第二缆芯结构的第二端的直径与第一端的直径之间的差值小于2mm。
具体来说，阻水带绕包层30采用半导电带绕包组成，采用搭盖绕包，为保证海底电缆的阻水性能和缆芯运行时的热膨胀影响，阻水带绕包搭盖率不小于15％。进一步地，在本实施例中，在阻水导体10包附绝缘屏蔽结构20后所形成的第一缆芯结构的两端的直径不等，在第一缆芯结构的外部绕包阻水带时，可根据第一缆芯结构两端的直径的差值缠绕阻水带，在两端直径差值较大时，可在直径小的一端绕包厚度较厚的阻水带，而在两端直径差值较小时，可在直径小的一端绕包厚度较薄的阻水带，以减小第一缆芯结构两端的直径差，使二者之间的直径差小于2mm。可选地，在本发明的实施例中，阻水带的厚度可以为0.4mm-1.0mm。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括：金属护层40和聚乙烯护层50。金属护层40包附在阻水带绕包层30的外部，聚乙烯护层50包附在金属护层40的外部。
具体来说，金属护层40作为径向阻水层，由挤包合金铅护套组成。聚乙烯护层50由绝缘型聚乙烯或者半导电聚乙烯挤包组成。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括内衬层70，内衬层70包附在聚乙烯护层50的外部。具体来说，内衬层70采用聚丙烯缠绕绳按照一定节距缠绕而成。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括：多个光纤单元61和填充保护层62。多个光纤单元61设置于聚乙烯护层50与内衬层70之间，填充保护层62填充于多个光纤单元61之间。
具体来说，光纤单元61包括由内至外依次包附的光纤、不锈钢管、电聚乙烯内护层、钢丝铠装层和聚乙烯外护层。填充保护层62由聚丙烯绳或者聚乙烯成型填充条组成，该聚乙烯成型填充条的截面为圆形，填充保护层62填充于多个光纤单元61之间，以保证缆芯结构的圆度。
如图1所示，在本发明的实施例中，海底电缆还包括：铠装层80和外护层90。铠装层80包附在内衬层70的外部，外护层90包附在铠装层80的外部。
具体来说，铠装层80由圆形镀锌钢丝、扁平形镀锌钢丝或者不锈钢丝、铜丝等缠绕而成。外护层90由防腐沥青和聚乙烯绳缠绕组成。
本发明实施例还提供了一种海底电缆的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤01：将第一金属导线201的一端与第二金属导线202的一端冷压焊接形成金属导体，其中，第一金属导线201的直径小于第二金属导线202的直径；步骤02：将多根金属导体中的第一金属导线201绞合后，再将多根金属导体中的第二金属导线202绞合，并在两次绞合过程中填充阻水材料形成阻水导体10。
具体来说，在现有技术中，导体制作通常采用不同金属以一定节距通过导体绞合模具绞合而成，同一截面导体只能采用一个绞合模具制作，绞合模具通常为一体的钨钢模具或者纳米和聚晶模具，绞合模具尺寸需每层导体外径一致。如图2所示，在本发明的实施例中，提供了一种新型哈弗式纳米绞合模具，该绞合模具包括直径不等的第一模具和第二模具，其中，第一模具包括第一上模101和第一下模102，第二模具包括第二上模111和第二下模112。生产过程中每一节绞体分别改变传统模式一个模具绞合的生产方法，如图3所示，在阻水导体10制备过程中，先将第一金属导线201的一端与第二金属导线202的一端冷压焊接形成金属导体，其中，第一金属导线201的直径小于第二金属导线202的直径，然后将多根金属导体中的第一金属导线201通过第一模具进行绞合，绞合后撤掉第一模具，然后再将多根金属导体中的第二金属导线202通过第二模具进行绞合，制作出一个连续的不等截面的阻水导体10。
本发明实施例提供的海底电缆的制造方法，通过将截面不相等的第一金属导线和第二金属导线连接后，形成变截面的金属导体，然后通过第一模具将多根金属导体中的第一金属导线绞合，再通过第二模具将多根金属导体中的第二金属导线绞合，形成阻水导体，实现了变截面阻水导体的连续生产，突破了目前不同导体截面海底电缆必须采用转换接头进行连接的瓶颈，缩短了海底电缆的制造时间，同时，海底电缆不需要设置转换接头生产质量更加稳定可靠，在满足登陆段环境条件苛刻，需要更高传输电流的要求的情况下，节约了工程投资成本。
进一步地，在本发明的实施例中，海底电缆的制造方法还包括以下步骤：在阻水导体10的外部挤附绝缘屏蔽结构20，其中，绝缘屏蔽结构20包括导体屏蔽层21、绝缘层22和绝缘屏蔽层23，导体屏蔽层21、绝缘层22和绝缘屏蔽层23三层同时挤出成型，包附在阻水导体10的外部。
具体来说，绝缘屏蔽结构20采用三层共挤交联生产线，生产前阻水导体10先进入屏蔽挤塑机、交联聚乙烯绝缘挤塑机、绝缘屏蔽挤塑机，通过机头和挤出模具成型。不等径截面交联开机方法主要为模具配比，确保变截面阻水导体10挤出均匀与外径控制。具体地，模芯的直径D1＝阻水导体10大端的直径d1+(0.5～1.0)mm；衬模的直径D2＝阻水导体10外包附导体屏蔽层21后大端的直径+(0.1～0.3)mm，模套的直径D3＝阻水导体大端的直径d1+2×导体屏蔽层的厚度+2×绝缘层的厚度×(1.02～1.05)+2×绝缘屏蔽层的厚度。通过大截面导体结构配模考虑对小截面挤出控制影响合理确定模具配比方法。
进一步地，在本发明的实施例中，在绝缘屏蔽层23外包附金属护层40和聚乙烯护层50时，模具的直径确定方法如下：挤铅模芯的直径D3＝缆芯大端直径+(0.5～1.8)mm；挤铅模盖的直径D4＝模芯直径D3+2.25×铅套厚度；聚乙烯护层50挤出模具根据缆芯大端直径选择挤管式模具挤出。
进一步地，在本发明的实施例中，海底电缆成缆和金属铠装模具均可以作为哈弗式模具，生产过程中根据缆芯成缆模具和金属铠装模具按照聚乙烯护层50的直径分别选配，其中，成缆模具的直径D5＝2.16×阻水导体包附聚乙烯护层后的直径+(8-12)mm，金属丝铠装模具的直径D6＝阻水导体包附铠装层后的直径+(5～8)mm。阻水导体10包附外护层90时采用不同颜色的聚丙烯绳间隔缠绕以区分不等径截面缆芯，作为施工过程的标识。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种海底电缆，其特征在于，包括阻水导体，所述阻水导体由多根金属导体绞合而成，多根所述金属导体之间填充有阻水材料，其中，每根所述金属导体的第一端的直径小于第二端的直径。
2.根据权利要求1所述的海底电缆，其特征在于，还包括绝缘屏蔽结构，所述绝缘屏蔽结构包附在所述阻水导体的外部，所述阻水导体在包附所述绝缘屏蔽结构后形成第一缆芯结构，所述第一缆芯结构的第一端的直径小于第二端的直径。
3.根据权利要求2所述的海底电缆，其特征在于，还包括阻水带绕包层，所述阻水带绕包层包附在所述绝缘屏蔽结构的外部，形成第二缆芯结构，所述第二缆芯结构的第二端的直径与第一端的直径之间的差值小于2mm。
4.根据权利要求2所述的海底电缆，其特征在于，所述绝缘屏蔽结构包括：
导体屏蔽层，包附在所述阻水导体的外部；
绝缘层，包附在所述导体屏蔽层的外部；
绝缘屏蔽层，包附在所述绝缘层的外部。
5.根据权利要求3所述的海底电缆，其特征在于，还包括：
金属护层，包附在所述阻水带绕包层的外部；
聚乙烯护层，包附在所述金属护层的外部。
6.根据权利要求5所述的海底电缆，其特征在于，还包括内衬层，所述内衬层包附在所述聚乙烯护层的外部。
7.根据权利要求6所述的海底电缆，其特征在于，还包括：
多个光纤单元，设置于所述聚乙烯护层与所述内衬层之间；
填充保护层，填充于多个所述光纤单元之间。
8.根据权利要求6所述的海底电缆，其特征在于，还包括：
铠装层，包附在所述内衬层的外部；
外护层，包附在所述铠装层的外部。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的海底电缆的制造方法，其特征在于，包括：
将第一金属导线的一端与第二金属导线的一端冷压焊接形成所述金属导体，其中，所述第一金属导线的直径小于所述第二金属导线的直径；
将多根所述金属导体中的所述第一金属导线绞合后，再将多根所述金属导体中的所述第二金属导线绞合，并在两次绞合过程中填充阻水材料形成所述阻水导体。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述阻水导体的外部挤附绝缘屏蔽结构，其中，所述绝缘屏蔽结构包括导体屏蔽层、绝缘层以及绝缘屏蔽层，所述导体屏蔽层、所述绝缘层和所述绝缘屏蔽层三层同时挤出成型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311072972.7A CN116978611A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 海底电缆及海底电缆的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311072972.7A CN116978611A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 海底电缆及海底电缆的制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116978611A true CN116978611A (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=88476649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311072972.7A Pending CN116978611A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 海底电缆及海底电缆的制造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116978611A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117790052A (zh) * | 2024-01-04 | 2024-03-29 | 宇盛电气有限公司 | 一种内置光纤直流动态复合海底电力电缆及其制造方法 |
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2023
- 2023-08-24 CN CN202311072972.7A patent/CN116978611A/zh active Pending
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