500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電力電纜的製作方法

2023-09-14 04:19:30 3

本實用新型涉及一種光纖複合海底電力電纜，特別涉及一種500kV電壓等級交流海底電纜和海底光纜功能的複合型海底電纜，本實用新型屬於水下使用的高壓交流電纜技術領域。

背景技術：

我國海洋開發和近海島嶼工業和旅遊業的快速發展，對電力傳輸的需求越來越大，原220kV及以下海纜線路已不能滿足快速增長的電力需求，沿海風電的發展也需要越來越多的高壓海纜把風能發出的電能傳輸的臨近電網，因此500kV海底電力電纜已迫切需要。為保證供電穩定性，對500kV交聯聚乙烯絕緣海底電力電纜運行時各層溫度監視已十分必要，對於敷設環境複雜的海纜來說，通過監測電纜導體溫度，及時為電纜載流量負荷提供指導，使海纜最大限度地發揮輸送能力；且光纖還可以作為通信傳輸，避免二次布線，節約成本和施工費用。這對於500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜設計、運行和應用具有重要意義。

技術實現要素：

實用新型目的：本實用新型的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電力電纜，該海底電纜不但能完成正常的電能傳輸和光通信傳輸，而且具有溫度監測、故障報警功能，也具有便於安裝敷設和維護等優點。海底電纜具有系統設計複雜、使用環境惡劣多變、產品製造裝備和工藝要求高的難點，也是海上風電和島嶼供電開發領域電力和通信傳輸的迫切需要，開發500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜符合國家政策和市場需求。

技術方案：本實用新型所述的一種500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電力電纜，包括阻水導體，導體屏蔽層，絕緣層，絕緣屏蔽層，阻水帶繞包層，金屬護層，聚乙烯護層，填充保護層，光纖單元，內襯層，鎧裝層以及外護層；在阻水導體外設置有導體屏蔽層，在導體屏蔽層外設置有絕緣層，在絕緣層外設置有絕緣屏蔽層，在絕緣屏蔽層外設置有阻水帶繞包層，在阻水帶繞包層外設置有金屬護層，在金屬護層外設置有聚乙烯護層，在聚乙烯護層外設置有填充保護層，在填充保護層的間隙中設置有光纖單元，在填充保護層外設置有內襯層，在內襯層外設置有鎧裝層，在鎧裝層外設置有外護層，所述光纖單元包括由內到外設置的光纖、不鏽鋼管和塑料護層，所述光纖與所述不鏽鋼管之間填充有阻水油膏。

進一步的，所述阻水導體採用緊壓圓形或分割型不鍍金屬層的退火銅導體，導體內部縱包半導電阻水帶，並纏繞阻水紗，半導電帶和阻水紗全部覆蓋在絞和導體空隙。

進一步的，所述導體屏蔽層採用半導電綑紮阻水帶繞包和超光滑半導電屏蔽料擠包而成；所述絕緣層採用超潔淨交聯聚乙烯材料均勻的擠包在導體屏蔽層上；所述絕緣屏蔽層採用超光滑半導電屏蔽料直接擠包在絕緣層上。

進一步的，所述阻水帶繞包層採用1.0mm厚度雙面型半導電阻水帶材料兩層重疊繞包在絕緣屏蔽層上；或採用0.5mm厚度雙面型半導電阻水帶材料四層重疊繞包在絕緣屏蔽上，且採用阻水帶體積電阻率＜1×105Ω.cm作為緩衝保護層和縱向阻水層。

進一步的，所述金屬護層採用連續密封結構，採用加工性能優異的合金鉛直接擠包在半導電阻水帶繞包層上，作為徑向防水層。

進一步的，所述聚乙烯護層採用半導電聚乙烯或絕緣聚乙烯熱塑性護套料直接擠包在金屬護層上，進一步作為徑向防水層。

進一步的，所述填充保護層為採用高強度熱塑性材料連續擠出加工的圓柱體。

進一步的，所述光纖單元設置有2~4組，每組光纖單元含有1~36芯；所述的塑料護層採用高強度防腐熱塑性材料擠包組成。

進一步的，所述的內襯層採用直徑2~4mm的高強度聚丙烯PP纖維繩繞包結構。

進一步的，所述的鎧裝層採用採用圓銅絲或扁銅絲纏繞組成，也可採用圓鋼絲或扁鋼絲纏繞組成；所述的外護層採用瀝青塗覆和直徑2~4mm的聚丙烯PP纖維繩直接繞包鎧裝層上。

有益效果：本實用新型的有益效果如下：

（1）500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜具有電能傳輸、光通信傳輸、溫度監測、故障報警功能，擁有便於安裝敷設和維護、傳輸載流量大、介質損耗低、生產費用低、運行維護方便等優點，引領了世界海工線纜產業的技術創新。

（2）500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜填補了國、內外空白。

（3）500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜順應了國家資源開發策略，滿足國家能源建設安全的需要，對我國經濟發展產生深遠的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的電纜結構剖視圖；

圖2為本實用新型電纜結構中的光纖單元結構示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示的一種500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電力電纜，包括阻水導體1，導體屏蔽層2，絕緣層3，絕緣屏蔽層4，阻水帶繞包層5，金屬護層6，聚乙烯護層7，填充保護層8，光纖單元9，內襯層10，鎧裝層11以及外護層12；在阻水導體1外設置有導體屏蔽層2，在導體屏蔽層2外設置有絕緣層3，在絕緣層3外設置有絕緣屏蔽層4，在絕緣屏蔽層4外設置有阻水帶繞包層5，在阻水帶繞包層5外設置有金屬護層6，在金屬護層6外設置有聚乙烯護層7，在聚乙烯護層7外設置有填充保護層8，在填充保護層8的間隙中設置有光纖單元9，在填充保護層8外設置有內襯層10，在內襯層10外設置有鎧裝層11，在鎧裝層11外設置有外護層12，所述光纖單元9包括由內到外設置的光纖13、不鏽鋼管15和塑料護層16，所述光纖13與所述不鏽鋼管15之間填充有阻水油膏14。

所述的阻水導體1採用緊壓圓形或分割型不鍍金屬層的退火銅導體，導體內部縱包半導電阻水帶，並纏繞阻水紗，半導電帶和阻水紗全部覆蓋在絞和導體空隙。

所述的導體屏蔽層2、絕緣層3、絕緣屏蔽層4採用同時擠出方式。

所述的導體屏蔽層2採用半導電綑紮阻水帶繞包+超光滑半導電屏蔽料擠包組成。

所述的絕緣層3採用超潔淨交聯聚乙烯材料均勻的擠包在導體屏蔽層上。

所述的絕緣屏蔽層4採用超光滑半導電屏蔽料直接擠包在絕緣層上。

所述的阻水帶繞包層5採用1.0mm厚度雙面型半導電阻水帶材料2層重疊繞包在絕緣屏蔽上或0.5mm厚度雙面型半導電阻水帶材料4層重疊繞包在絕緣屏蔽上，阻水帶體積電阻率＜1×105Ω.cm作為緩衝保護層和縱向阻水層。

所述的金屬護層6採用連續密封結構，採用加工性能優異的合金鉛直接擠包在半導電阻水帶繞包層上，作為徑向防水層。

所述的聚乙烯護層7採用半導電聚乙烯或絕緣聚乙烯熱塑性護套料直接擠包在金屬護層上，進一步作為徑向防水層。

所述的填充保護層8為採用高強度熱塑性材料連續擠出加工的圓柱體。

所述光纖單元9設置有2~4組，每組光纖單元含有1~36芯，所述的光纖13採用全色譜、篩選應力高的海纜專用光纖，所述的不鏽鋼管15採用切邊保護焊接工藝和在線餘長控制工藝，所述的塑料護層16採用高強度防腐熱塑性材料擠包組成。

所述的內襯層10採用直徑2~4mm的高強度聚丙烯PP纖維繩繞包結構。

所述的鎧裝層11採用採用圓銅絲或扁銅絲纏繞組成，也可採用圓鋼絲或扁鋼絲纏繞組成。

所述的外護層12由瀝青塗覆和直徑2~4mm的聚丙烯PP纖維繩直接繞包鎧裝層上組成，瀝青採用高熔點、高粘附、耐脆裂性專用瀝青，PP纖維繩採用耐磨、抗腐蝕等高強度材料。

本實用新型所述的500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜是電力傳輸和光纖通信功能綜合在一起的光纖複合海底電纜，該海底電纜不但能完成正常的電能傳輸和光通信傳輸，而且具有溫度監測、故障報警功能，也具有便於安裝敷設和維護等優點。海底電纜具有系統設計複雜、使用環境惡劣多變、產品製造裝備和工藝要求高的難點，也是海上風電和島嶼供電開發領域電力和通信傳輸的迫切需要，開發500kV交聯聚乙烯絕緣光纖複合海底電纜符合國家政策和市場需求。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。