CN208352013U - 一种新型浅海湖泊电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型浅海湖泊电缆，由内至外依次包括传输电力线芯单元、浮力单元、防护单元、拉力加强单元4大部分组成；所述浮力单元的厚度为通过一个关于传输电力线芯单元直径的一个函数推算获得，浮力单元的厚度计算公式为：其中，d传输电力线芯单元直径，ρ浮为浮力单元材料密度，s为电缆导体截面之和。本实用新型的电缆能适应水上光伏项目施工安装环境，具备水上光伏项目径向防水、纵向阻水、防紫外线等特殊功能，且可以直接悬浮于水平面之下，在水中不需要任何相关配件。

Description

一种新型浅海湖泊电缆

技术领域

本发明涉及一种新型浅海湖泊电缆。

背景技术

光伏项目作为清洁能源的一种已经发展了多年，由于其成熟技术、安全性能高，对资源消耗、环境保护度有着十分重要的作用得到广泛推广。国内进行了大面积地面光伏项目的建设，占用了大量土地资源。政府也意识到土地资源的有限性和过度使用带来的问题，所以地面光伏项目受到限制，各光伏企业开始转变思路，进军水上光伏项目。由于水上光伏与地面光伏的项目环境条件发生了巨大的变化，电力需要从水面传输到陆地用的电缆线路，如果还是采用原来普通电缆，除了其电力传输的安全性能外，敷设安装的施工难度增加，相关配套装置的成本也在提高，这些难度和成本的提高直接挤压了项目利润，影响项目的立项。为了光伏项目的进一步发展，更为环境的绿水青山，迫切需要设计研发一款具备水上光伏项目径向防水、纵向阻水、防紫外线等特殊功能，且可以直接悬浮于水平面之下，在水中不需要任何相关配件的一款新型电缆产品，以满足水上光伏项目这特殊环境使用要求。

其中电缆设计成悬浮于水平面以下位置主要考虑减小电缆由于水面波浪对电缆造成的弯曲、拉压等机械外力影响；同时也有利于太阳紫外光经水面反射和折射后，减弱对电缆的光老化影响；且可满足电缆敷设安装后，不影响水面小型船只的运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能适应水上光伏项目施工安装环境，可以直接悬浮于水平面之下，在水中不需要任何相关配件的一种一种新型浅海湖泊电缆。

实现本发明目的的技术方案是一种新型浅海湖泊电缆，由内至外依次包括传输电力线芯单元、浮力单元、防护单元、拉力加强单元4部分组成。所述浮力单元的厚度为通过一个关于传输电力线芯单元直径的一个函数推算获得，浮力单元的厚度计算公式为：

其中，d传输电力线芯单元直径，ρ_浮为浮力单元材料密度，s为电缆导体截面之和。

所述传输电力线芯单元由内至外为绝缘线芯、浮力填充和扎紧包带；所述绝缘线芯和浮力填充绞合成缆；所述浮力填充为圆形或扇形。

所述浮力单元挤包在传输电力线芯单元的***或者制成带材后绕包在传输电力线芯单元的***。

所述挤包在传输电力线芯单元的***的浮力单元外部绕包一层阻水带；所述制成带材后绕包在传输电力线芯单元的***的浮力单元外部绕包一层复合阻水带。

所述防护单元由内到外依次为金属带连锁铠装结构的机械防护层，涂覆沥青结构的化学防腐层，以及挤出密封聚乙烯结构的径向防水层组成一个集机械弯曲、海水敷设、紫外光老化、水分渗透等全方位的防护单元。

所述机械防护层为轻质金属带，通过预成型“S”形相扣结构，上下半圆半径为 5mm～8mm，重叠绕包在浮力单元***，内外层弧形相切相扣，形成弯曲性优异且封闭的避光外罩，起到防护电缆由于湖水波浪造成的弯折疲劳损伤和紫外光老化的效果。

所述拉力加强单元由内到外依次为拉力加强件、防腐缠绕绳组成。

所述拉力加强件为多根均匀缠绕在外护套***的杨氏模量不低于500GPa玻璃纤维增强塑料圆杆。

所述防腐缠绕绳为聚丙烯绳，缠绕节距为聚丙烯绳的直径。

所述外护套、拉力加强件和防腐缠绕绳之间渗透防腐沥青，并固化在一起。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的积极的效果：本发明的电缆是一种能适应水上光伏项目施工安装环境，具备水上光伏项目径向防水、纵向阻水、防紫外线等特殊功能，且可以直接悬浮于水平面之下，在水中不需要任何相关配件的电缆。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1为本发明的结构示意图，图2为图1中传输电力线芯单元1、浮力单元2、机械防护层31的纵向切面示意图。

附图中标号为：传输电力线芯单元1、导绝缘线芯11、浮力填充12、扎紧包带13、浮力单元2、防护单元3、机械防护层31、防腐沥青32、径向防水层33、拉力加强单元4、拉力加强件41、防腐缠绕绳42。

具体实施方式

一种新型浅海湖泊电缆，由内至外依次包括传输电力线芯单元1、浮力单元2、防护单元 3、拉力加强单元4组成，(实施例1)见图1。

传输电力线芯单元1由内至外为绝缘线芯11、浮力填充12和扎紧包带13；绝缘线芯11和浮力填充12绞合成缆；浮力填充12为圆形或扇形。绝缘线芯11由导体和绝缘组成，可为单芯或者多芯，中压电缆的绝缘线芯在绝缘外还包括导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、金属屏蔽，金属屏蔽采用铜带或者铜丝。浮力填充12为一种密度大大小于水的一种轻质材料，比如充气发泡型或骨架支撑性聚烯烃材料。

浮力单元2为一种密度大大小于水的一种轻质材料。浮力单元2挤包在传输电力线芯单元1的***或者制成带材后绕包在传输电力线芯单元1的***。浮力单元2起到使得电缆具有轴向阻水能力，以防止电缆意外进水，能将水的入侵控制在有效范围内的目的。在挤出型浮力单元层外绕包阻水带结构，或在绕包型浮力带材外复合一层阻水层，起到遇水膨胀后阻断水的纵向延伸问题。浮力单元和浮力填充组成本电缆主要的浮力元件，为电缆提供悬浮于水中的浮力。

电缆各结构除了电气、机械用材考虑之外，根据电缆的水中敷设悬浮功能的需求，需要提供多大浮力才能满足电缆能悬浮于水面以下的关键。在电缆的每层结构中，电缆的绝缘结构、防腐层结构、外护套结构、防腐缠绕绳结构的材料密度均接近且小于水的密度，所以为了简化计算，可以将这部分结构取消，不参与计算，重点计算电缆的导体结构、金属管径向防水结构、拉力加强件结构的材料密度和体积。浮力单元2的厚度通过一个关于传输电力线芯单元1直径的一个函数推算获得，浮力单元的厚度计算公式为：

其中，d传输电力线芯单元直径，ρ_浮为浮力单元材料密度，s为电缆导体截面之和。

防护单元3由内到外依次为金属带连锁铠装结构31的机械防护层，涂覆沥青结构32 的化学防腐层，以及挤出密封聚乙烯结构的33径向防水层组成一个集机械弯曲、海水敷设、紫外光老化、水分渗透等全方位的防护单元。

机械防护层31为轻质金属带(见图2)，根据电缆在水中受波浪造成的频繁弯曲的要求，通过预成型“S”形相扣结构，上下半圆半径为5mm～8mm，重叠绕包在浮力单元***，内外层弧形相切相扣，形成弯曲性优异且封闭的避光外罩，起到防护电缆由于湖水波浪造成的电缆频繁弯曲，机械防护层采用预制连锁铠装结构给电缆本体提供有个耐弯曲的疲劳损伤的环境。同时机械防护在电缆弯曲过程中为内外半圆相切的移动结构，加上机械防护层外涂覆的防腐层32，很好的起到金属环位移的润滑作用以及防腐效果。并且这种重叠绕包金属带结构，将紫外光完全阻挡在外面，将整个电缆本体置于封闭的避光外罩之内，起到很好的防紫外光老化的效果。在机械防护层31外直接挤出聚乙烯材料径向防水层33起到防水效果。根据电缆的悬浮功能，金属管材料采用比重比较小的铝或铝合金材料。

防腐层32为涂覆的一层防腐沥青，在普通沥青中加入超过15份机油或类似稀释增塑添加剂，增加沥青耐磨润滑特性，同时起到良好的金属防腐效果。

拉力加强单元4由内到外依次为拉力加强件41、防腐缠绕绳42组成。拉力加强件41为多根均匀缠绕在径向防水层33***的杨氏模量不低于500GPa玻璃纤维增强塑料圆杆。与电缆中常用的钢丝比具有比重小，强度高的特点，适合水中悬浮电缆的敷设安装功能要求，起到固定电缆位，提供张力能力的功能。

防腐缠绕绳42为聚丙烯绳，缠绕节距为聚丙烯绳的直径。且通过整体浸泡防腐沥青处理，将径向防水层33、拉力加强件41和防腐缠绕绳42整体融合一体，以满足电缆频繁受波浪弯曲的要求。同时在沥青中加入邻羟基二苯甲酮酚类紫外光吸收剂，可以有效提高沥青防腐增的抗紫外光老化能力，同时沥青防腐增整体包裹了电缆外层，也有效阻隔了太阳紫外光向电缆内部辐射的能力，保护了电缆的抗紫外光老化能力。

一种新型浅海湖泊电缆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：设计电缆结构；由内至外依次包括传输电力线芯单元1、浮力单元2、防护单元 3、拉力加强单元4组成，每个单元分别有相应功能结构组成；

步骤二：制备传输电力线芯单元；

步骤三：设计浮力单元，选择浮力单元材料，确定材料的比重，计算浮力单元的厚度；根据一个关于传输电力线芯单元1直径的一个函数推算获得，浮力内衬的厚度计算公式为：

其中，d传输电力线芯单元直径，ρ_浮为浮力单元材料密度，s为电缆导体截面之和；

步骤四：制备防护单元，分别在浮力单元外制备轻质金属带连锁铠装的机械防水层，挤出聚乙烯径向防水层，且在金属机械防护层与聚乙烯径向防水层之间涂覆沥青防腐层；

步骤五：制备拉力加强单元，在防护单元外依次制备拉力加强件和防腐缠绕绳。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型浅海湖泊电缆，其特征在于：由内至外依次包括传输电力线芯单元(1)、浮力单元(2)、防护单元(3)、拉力加强单元(4)；所述传输电力线芯单元(1)由内至外为绝缘线芯(11)、浮力填充(12)和扎紧包带(13)；所述绝缘线芯(11)和浮力填充(12)绞合成缆；所述浮力填充(12)为圆形或者扇形；所述绝缘线芯(11)由导体和绝缘组成，导体结构为圆形、扇形结构，绝缘结构为单层绝缘结构或者多层绝缘结构；所述浮力单元(2)挤包在传输电力线芯单元(1)的***或者制成带材后绕包在传输电力线芯单元(1)的***；所述浮力单元(2)外部绕包一层阻水带(8)；所述浮力单元(2)的厚度为通过一个关于传输电力线芯单元(1)直径的一个函数推算获得，浮力单元(2)的厚度计算公式为：

其中d传输电力线芯单元直径，ρ_浮为浮力单元材料密度，s为电缆导体截面之和；所述防护单元(3)由内到外依次为金属带连锁铠装结构的机械防护层(31)，涂覆沥青结构的化学防腐层，以及挤出密封聚乙烯结构的径向防水层(33)组成；所述拉力加强单元(4)由内到外依次为拉力加强件(41)、防腐缠绕绳(42)组成。

2.根据权利要求1所述的一种新型浅海湖泊电缆，其特征在于：所述机械防护层(31)为轻质金属带，通过预成型“S”形相扣结构，重叠绕包在浮力单元***，内外层弧形相切相扣。

3.根据权利要求1所述的一种新型浅海湖泊电缆，其特征在于：多根拉力加强件(41)均匀缠绕在径向防水层（33）***的杨氏模量不低于500GPa玻璃纤维增强塑料圆杆。

4.根据权利要求1所述的一种新型浅海湖泊电缆，其特征在于：所述防腐缠绕绳(42)为聚丙烯绳，缠绕节距为聚丙烯绳的直径。

5.根据权利要求1所述的一种新型浅海湖泊电缆，其特征在于：所述径向防水层(33)、拉力加强件(41)和防腐缠绕绳(42)之间渗透防腐沥青，并固化在一起。