CN202549448U - 海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力电缆额定电压U₀/U为3.6/6kV以上的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆。一种海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其导体（1）外包绝缘层（3）作为电力芯线，在绝缘层内壁和外壁上包覆半导电绝缘内屏蔽层（2）和外屏蔽层（4），在外屏蔽层外还包覆铜带分相金属屏蔽层（5），若干根控制线缆芯（11）、若干根含有防护层（10）的钢丝绳（9）与多根电力芯线一起成缆后挤压填充物（6），填充物外包铠装层（8），铠装层内壁有铠装内护套（7），最外层有外护套（12）。本实用新型的综合电缆集成电力配送、运行监控和信息支持的网络需要为一体，能节约安装空间，提高安装效率，降低维护成本。

Description

海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆

技术领域

本实用新型涉及一种舰船、海洋工程和海上平台用中高压电力与信息监控综合电缆，尤其涉及电力电缆额定电压U₀/U 为 3.6/6kV以上的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆。

背景技术

现有舰船、海洋工程和海上平台电力***和监控***普遍采用相互独立的线缆***。在海洋工程为代表的船用、海上平台和海底工程等项目中，存在线缆铺设成本高、难度系数大等问题。为了监控海底设备工作状况，独立铺设监控线缆不仅占用昂贵的设备空间，而且重复铺设电缆容易对先前的电缆造成损伤，增加了铺设难度。

海洋工程用电力与信息监控综合电缆在设计中要充分考虑海洋环境中湿度盐度高、温差水压变化大、船体和海底装备金属构件密集电磁干扰极其复杂、铺设维护成本高昂等特定因素。现有的海洋工程专用电力电缆或通信控制电缆、以及综合电缆，虽然已经在一定程度上满足了海洋设备和工程的需要，但是仍然存在电缆安装困难、占用空间过大、产品可靠性不足、***集成度不高等问题。

现有海洋工程用中高压电力电缆，电力导电线芯额定电压U₀/U 为3.6/6kV以上，至26/35kV，其结构参见图1，一般采用绞合裸铜（镀锡）作为导体21，交联聚乙烯绝缘或乙丙橡胶为绝缘层23，在绝缘层23内壁和外壁上包覆半导电绝缘内屏蔽层22和外屏蔽层24，在半导电绝缘外屏蔽层24外还包覆铜带分相金属屏蔽层25，多芯线（一般为三芯）成缆，成缆后挤压填充物26，填充物26为网带或填充胶，镀锌钢丝缠绕作为铠装层28，在铠装层28内壁有铠装内护套27，最外层采用阻燃聚氯乙烯护套、低烟无卤聚烯烃护套或丁苯（丁腈、氯磺化聚乙烯）橡胶护套作为外护套29。

现有海洋工程用中高压电力电缆采用铜丝或钢丝编织层、钢丝绕包铠装层作为机械防护层和承重层。金属丝编织层结构相对稳定，但不能承受过重的载荷，难以承受100公斤以上的负重。钢丝绕包铠装具有较强的载荷承重能力，但结构稳定性差容易脱股，并且容易对非金属护层造成撕裂等损伤。一旦金属丝接触海水或油类，金属丝就会很快腐蚀断裂。

现有控制和仪表电缆结构参见图2，一般采用单根或绞合裸铜（镀锡）作为导体31，交联聚乙烯（HDPE）为绝缘层32，两芯线对绞后绕包铝箔33作为屏蔽，多组对绞线进行成缆，缆芯外包阻水带34后再包编织层35屏蔽，最外层采用阻燃聚氯乙烯护套或低烟无卤聚烯烃护套作为外护套36。

现有的控制电缆采用铜丝或钢丝编织层作为电磁屏蔽层或金属防护层，同样存在上述海洋工程用电力电缆的不足。

为了推动海底工程、海上平台和舰船的整体性能提升，对作为动力***、通信***和监控***不可或缺的线缆产品在保障功能不减弱的前提下提出了体积小型化、负载高强度、环境耐抗能力高、安装模块化的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，该综合电缆集成电力配送、运行监控和信息支持的网络需要为一体，能节约安装空间，提高安装效率，降低维护成本。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案： 

一种海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，包括导体、绝缘层、半导电绝缘内屏蔽层、半导电绝缘外屏蔽层、铜带分相金属屏蔽层、填充物、铠装内护套、铠装层和外护套，导体外包绝缘层作为电力芯线，在绝缘层内壁和外壁上包覆半导电绝缘内屏蔽层和外屏蔽层，在半导电绝缘外屏蔽层外还包覆铜带分相金属屏蔽层，多根电力芯线成缆后挤压填充物，外包铠装层，铠装层内壁有铠装内护套，最外层有外护套；所述综合电缆还包括控制线缆芯、钢丝绳和包覆钢丝绳的防护层，若干根控制线缆芯、若干根钢丝绳与多根电力芯线一起成缆后挤压填充物，填充物外包铠装层。

所述若干根控制线缆芯、多根电力芯线以及若干根钢丝绳均匀分布。

所述电力芯线为三根，控制线缆芯为六根，钢丝绳为三根，电力芯线与钢丝绳间隔排列，控制线缆芯排列在电力芯线与钢丝绳之间。

所述控制线缆芯为光纤绞对缆芯，包括光纤、光纤膏填充、松套管、芳纶纱、高密度聚乙烯外护套，光纤绞合后外包松套管，内有光纤膏填充，松套管外包芳纶线，再挤包高密度聚乙烯外护套。

所述控制线缆芯为控制缆芯，包括绞合铜导体和绝缘层，绞合铜导体外包绝缘层。

所述控制线缆芯为数据绞对缆芯，包括数据缆绞对和镀锡铜丝编织层，数据缆绞对外包镀锡铜丝编织层。

所述钢丝绳为镀锌钢丝软绳，其外层包覆防护层。

所述铠装层为镀锌钢丝编织。

本实用新型采用控制线缆芯、钢丝绳与电力芯线一起成缆，集成电力配送、运行监控和信息支持的网络需要为一体，能节约安装空间，提高安装效率，降低维护成本，满足大流量数据传输需求和智能化的电力配送需求。采用承重钢丝绳内置和镀锌钢丝编织铠装层，体积小、重量轻、承受负载高、使用寿命长。

本实用新型具有较高的抗拉强度，单根综合电缆铺设能够执行6000米深海底隧道、海底矿产勘探、开采等海底工程的电力配送、信息传递和设备监控等各方面任务，监控光纤能够全天候提供海底勘探信息，海洋工程、船舶、海上平台等装备通过控制线缆芯提供清晰的高频视频、音频、数据信号。本实用新型的综合电缆具有极好的耐候耐腐蚀性能，能够满足海底工程、石油平台以及船舶穿越大洋和极地等不同场合的工作需求，可用于海洋工程、船舶等机械和设备制造、电力***领域。

附图说明

图1为现有的海洋工程用中高压电力电缆结构示意图；

图2为现有的控制电缆结构示意图；

图3为本实用新型海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆结构示意图；

图4为光纤绞对缆芯结构示意图；

图5为控制对缆芯结构示意图；

图6为数据对缆芯结构示意图。

图中：1导体，2半导电绝缘内屏蔽层，3绝缘层，4半导电绝缘外屏蔽层，5铜带分相金属屏蔽层，6填充物，7铠装内护套，8铠装层，9钢丝绳，10防护层，11控制线缆芯，12外护套；51光纤，52光纤膏填充，53松套管（PBT管），54芳纶纱，55高密度聚乙烯（MDPE）外护套；61绞合铜导体，62绝缘层；71数据缆绞对，72镀锡铜丝编织层；

21导体，22半导电绝缘内屏蔽层，23绝缘层，24半导电绝缘外屏蔽层，25铜带分相金属屏蔽层，26填充物，27铠装内护套，28铠装层，29外护套；31导体，32绝缘层，33铝箔，34阻水带，35编织层，36外护套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图3，一种海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，包括导体1、绝缘层3、半导电绝缘内屏蔽层2、半导电绝缘外屏蔽层4、铜带分相金属屏蔽层5、钢丝绳9、包覆钢丝绳的防护层10、控制线缆芯11、填充物6、铠装内护套7、铠装层8和外护套12；

所述导体1外包绝缘层3作为电力芯线。所述导体1采用镀锡铜丝，为镀锡软铜绞合导体，导体具有良好的金属兼容性和耐腐蚀性，增长产品的使用寿命。所述绝缘层3为硫化乙丙橡胶，硫化乙丙橡胶绝缘层具有耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽，颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性均出众的特点，能提高产品柔韧性，方便安装。良好的绝缘性能提高电缆耐压等级和耐腐蚀性能。能够使电缆在-30℃～120℃范围内正常工作，在-60℃～150℃范围内承受4小时的过载电流无损伤，电力芯线的额定电压U₀/U为3.6/6kV、6/6kV、6/10kV、8.7/10kV、8.7/15kV、12/20kV、18/30kV、21/35kV、26/35kV。

所述绝缘层3内壁和外壁上包覆半导电绝缘内屏蔽层2和外屏蔽层4，在半导电绝缘外屏蔽层4外还包覆铜带分相金属屏蔽层5。

所述钢丝绳9为电梯电缆用镀锌钢丝软绳，作为电缆承重用，钢丝绳9在成缆前挤包一层0.8mm或1.2mm厚度的橡胶防护层10，本实施例的防护层10为丁苯橡胶；在承受2000公斤载荷的同时不对电缆绝缘层、金属护套层或屏蔽层、非金属护套层产生损伤。

所述控制线缆芯11为三种，分别为光纤绞对缆芯、控制缆芯和数据绞对缆芯，控制线缆芯11的额定电压U₀/U为150/250V～450/750V。

所述光纤绞对缆芯包括光纤51、光纤膏填充52、松套管（PBT管）53、芳纶纱54、高密度聚乙烯（MDPE）外护套55，光纤51绞合后外包松套管53，内有光纤膏填充52，松套管53外包芳纶线54，再挤包高密度聚乙烯外护套55，参见图4。光纤结构采用ADSS结构，分两组设计6对单模通信光纤。该结构铺设于海底的光缆，可在浅海和深海应用。这种光缆的特点，一是耐受很大的静水压力晦深10m和承受拖曳过程中的20kg重的拖曳力，具有良好的耐曲挠性能；二是能防止氢入侵光纤。

所述控制缆芯包括绞合铜导体61和绝缘层62，绞合铜导体61外包绝缘层62，参见图5。所述数据绞对缆芯包括数据缆绞对71和镀锡铜丝编织层72，数据缆绞对71采用铜芯数据网络线芯，数据缆绞对71外包镀锡铜丝编织层72，参见图6。铜芯数据网络线可以在信息终端网络中替代光纤，直接与终端设备连接。在电力网络铺设同时完成了数据网络的安装。通信网络线芯可以采用6对FTP CAT6类网络数据线芯，导体采用镀锡绞合铜导体。

所述多根电力芯线、若干根控制线缆芯11、若干根钢丝绳9一起成缆后挤压填充物6，填充物6外包铠装层8。若干根控制线缆芯11、多根电力芯线以及若干根钢丝绳9均匀分布；本实施例中，所述电力芯线为三根，控制线缆芯11为六根，钢丝绳9为三根，电力芯线与钢丝绳9间隔排列，控制线缆芯11排列在电力芯线与钢丝绳9之间，该实施例为一个优选例。电力芯线一般为三根，控制线缆芯11可根据需要加入至综合电缆内，承重镀锌软钢丝绳9可根据每根综合电缆的铺设长度、产品单位长度重量等，加入2根、3根或5根。所述填充物6为阻燃丁苯橡胶。

所述铠装层8为采用0.4mm、0.45mm直径的镀锌钢丝编织，作为外层金属铠装层，具有良好的结构稳定性、较高的机械防护能力和承重能力。镀锌钢丝编织铠装层8编织密度>80%，铠装层光滑平整，无毛刺和乱丝，保证产品具有良好的抗机械损伤能力、抗腐蚀能力和稳定的结构。当电缆受到重物重击、碰撞等损坏时，或受到鱼类啃咬时，能够保证电缆正常工作。

所述铠装层8内壁有铠装内护套7，最外层有外护套12；所述铠装内护套7为阻燃丁苯橡胶，与填充物6为同样的橡胶材质，便于制造。所述外护套12为阻燃丁苯橡胶或低烟无卤阻燃丁腈橡胶，外护套12根据工作场合选用不同类型的橡胶。船舶、海上平台建筑内电力电缆的最外层非金属护套采用低烟无卤阻燃硫化丁腈橡胶；与海水、泥浆、石油等介质接触的电力电缆的最外层非金属护套采用耐水耐寒耐油耐酸碱性能较好的硫化丁苯橡胶。

本实用新型的监控光纤、控制线芯和通信网络线芯在成缆过程中与主动力线芯一起成缆，不仅保证了监控通信线芯在生产使用过程中的安全，同时可靠的电磁屏蔽结构保障网络线芯正常工作不受干扰。

本实用新型的综合电缆适用于模块化装备制造和集约型电力和信息***的铺设，凭借其结构集约、安装便捷、运行维护成本低等特点可以取代目前广泛使用的船用电力电缆和船用通信电缆，成为海底隧道、海底电网、海底通信网络和海底勘探、矿产开采等海底项目，以及船舶、海上平台等海洋洋面装备的主要电缆产品。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，包括导体（1）、绝缘层（3）、半导电绝缘内屏蔽层（2）、半导电绝缘外屏蔽层（4）、铜带分相金属屏蔽层（5）、填充物（6）、铠装内护套（7）、铠装层（8）和外护套（12），导体（1）外包绝缘层（3）作为电力芯线，在绝缘层（3）内壁和外壁上包覆半导电绝缘内屏蔽层（2）和外屏蔽层（4），在半导电绝缘外屏蔽层（4）外还包覆铜带分相金属屏蔽层（5），多根电力芯线成缆后挤压填充物（6），外包铠装层（8），铠装层（8）内壁有铠装内护套（7），最外层有外护套（12）；其特征是：所述综合电缆还包括控制线缆芯（11）、钢丝绳（9）和包覆钢丝绳的防护层（10），若干根控制线缆芯（11）、若干根钢丝绳（9）与多根电力芯线一起成缆后挤压填充物（6），填充物（6）外包铠装层（8）。

2.根据权利要求1所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述若干根控制线缆芯（11）、多根电力芯线以及若干根钢丝绳（9）均匀分布。

3.根据权利要求2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述电力芯线为三根，控制线缆芯（11）为六根，钢丝绳（9）为三根，电力芯线与钢丝绳（9）间隔排列，控制线缆芯（11）排列在电力芯线与钢丝绳（9）之间。

4.根据权利要求1或2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述控制线缆芯（11）为光纤绞对缆芯，包括光纤（51）、光纤膏填充（52）、松套管（53）、芳纶纱（54）、高密度聚乙烯外护套（55），光纤（51）绞合后外包松套管（53），内有光纤膏填充（52），松套管（53）外包芳纶线（54），再挤包高密度聚乙烯外护套（55）。

5.根据权利要求1或2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述控制线缆芯（11）为控制缆芯，包括绞合铜导体（61）和绝缘层（62），绞合铜导体（61）外包绝缘层（62）。

6.根据权利要求1或2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述控制线缆芯（11）为数据绞对缆芯，包括数据缆绞对（71）和镀锡铜丝编织层（72），数据缆绞对（71）外包镀锡铜丝编织层（72）。

7.根据权利要求1或2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述钢丝绳（9）为镀锌钢丝软绳，其外层包覆防护层（10）。

8.根据权利要求1或2所述的海洋工程用中高压电力与信息监控综合电缆，其特征是：所述铠装层（8）为镀锌钢丝编织。

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