220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆
技术领域
1.本实用新型涉及海底电缆领域，具体涉及一种220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆。
背景技术：2.随着发展高质量海洋经济、开发海上清洁能源特别是海上风电资源的深入发展，海底电缆的截面、长度及生产技术正逐步攀升，降低建设成本成为是关键。原有的中压、小截面结构设计的海缆不能满足实际需要；增加系统传输容量，设计大截面的交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆成为必然趋势。
3.220kv光纤复合海底电缆具有结构设计复杂、使用海况环境苛刻多变、产品制造装备投入大、加工工艺和防水性能要求高等线缆行业内公知的技术难点。目前光纤复合海底电缆的应用领域市场份额占比超过60%的海上风电场中，小于200兆瓦容量规模的风场通常采用三芯400、500mm2截面的海缆集电线路，因受电缆长度大，费用高、敷设占用路由资源多等因素的制约，此截面的海缆选型在海上风电扩充容量和降低成本等方面不占优势。800mm2以上的大截面光纤复合海底电缆更是交流电压系统里的高端产品，选用大截面海缆不仅节约生产成本，节约敷设路由资源，满足300兆瓦大容量风场电能传输的设计要求，应用前景广阔。
4.鉴于海缆敷设在高压、腐蚀的海底环境下，海洋生物船虫寄居和啃咬的情况时有发生，设计防海洋生物的光纤复合海底电缆能够有效增强海缆的抗腐蚀性能，延长使用寿命周期。
技术实现要素：5.本实用新型提供了一种220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特点是结构性能优异，能很好的适用于海底的恶劣环境下。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：包括缆芯，所述缆芯是由三根电力电缆和一根通信光缆绞合而成，在缆芯外依次包覆加强型包带绕包层、黄铜带防蚀层、防腐沥青聚丙烯纤维内衬层、金属铠装层和防腐沥青聚丙烯纤维外被层。
7.作为优化，所述电力电缆从内层至外层依次分别为无氧铜导体、半导电绕包带、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、半导电阻水层、分相金属合金铅套、半导电聚乙烯护套层。
8.作为优化，所述无氧铜导体为第二类无氧铜导体；所述第二类无氧铜导体由90根退火铜丝绞合而成。
9.作为优化，所述通信光缆用于传输信号，设置于三根电力电缆之间的间隙中；所述通信光缆从内层至外层依次分别为单模光纤、阻水油膏、不锈钢管光单元、磷化钢丝铠装层和高密度聚烯烃护套。
10.作为优化，所述单模光纤为十二芯单模光纤。
11.作为优化，所述缆芯内电力电缆和通信光缆之间填充有异形填充条；所述异形填充条为非吸潮性填充条和/或聚丙烯纤维绳制成。
12.作为优化，所述金属铠装层由若干的镀锌钢丝组成；所述镀锌钢丝的数量为119根，直径为φ6.0mm。
13.作为优化，所述分相金属合金铅套的厚度为3.6～3.8mm；所述半导电聚乙烯护套层的厚度为3.3～3.5mm。
14.作为优化，所述分相金属合金铅套的厚度为3.7mm；所述半导电聚乙烯护套层的厚度为3.4mm。
15.作为优化，所述导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层的总体厚度为26.3~28.5mm。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型中的光纤复合海缆具有高抗拉强度、抗水压、防海洋生物蛀蚀、防化学侵蚀的特性；纵向和径向的阻水性能优异，能够适用于水深超过30米的复杂工况海洋环境，承受海浪作用下的动态压力。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.其中，无氧铜导体1、半导电绕包带2、导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5、半导电阻水层6、分相金属合金铅套7、半导电聚乙烯护套层8、异形填充条9、阻水油膏10、不锈钢管光单元11、磷化钢丝铠装层12、高密度聚烯烃护套13、加强型包带绕包层14、黄铜带防蚀层15、防腐沥青聚丙烯纤维内衬层16、金属铠装层17、防腐沥青聚丙烯纤维外被层18。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：包括缆芯，所述缆芯是由三根电力电缆和一根通信光缆绞合而成，在缆芯外依次包覆加强型包带绕包层14、黄铜带防蚀层15、防腐沥青聚丙烯纤维内衬层16、金属铠装层17和防腐沥青聚丙烯纤维外被层18。
23.所述电力电缆从内层至外层依次分别为无氧铜导体1、半导电绕包带2、导体屏蔽层3、绝缘层4、绝缘屏蔽层5、半导电阻水层6、分相金属合金铅套7、半导电聚乙烯护套层8。
24.其中，所述无氧铜导体1为第二类无氧铜导体；所述第二类无氧铜导体由90根退火铜丝绞合而成。其用于传输电流，能够承受一定的机械拉力。并采用圆形紧压结构，便于弯曲，可减小电缆的允许弯曲半径的同时提高电缆在动态海水起伏环境中的使用寿命。
25.其中，为了有效控制无氧铜导体1表面尖端放电和导体屏蔽层3嵌入无氧铜导体1最外层铜单丝间隙的情况发生，所述无氧铜导体1外层绕包2层半导电特多龙带，使其具备高抗拉强度和优异的导电性，同时将重叠式绕包生产工艺的搭盖率控制在25%～35%范围之内。
26.其中，所述导体屏蔽层3、绝缘层4和绝缘屏蔽层5的总体厚度为26.3~28.5mm。
27.其中，半导电阻水层6采用分层绞入的方式，使其具备极好的纵向阻水性能，经测试的透水长度满足标准要求指标。
28.其中，采用分相金属合金铅套7和半导电聚乙烯护套层8的结构设计，这样设置的目的在于保护质地柔软的分相金属合金铅套7在制造过程中免受机械损伤，减少分相金属合金铅套7和金属铠装层17的电位差，有效提高海缆使用寿命。所述分相金属合金铅套7的厚度为3.6～3.8mm；所述半导电聚乙烯护套层8的厚度为3.3～3.5mm。
29.优选的，所述分相金属合金铅套7的厚度为3.7mm；所述半导电聚乙烯护套层8的厚度为3.4mm。
30.所述通信光缆用于传输信号，设置于三根电力电缆之间的间隙中；所述通信光缆从内层至外层依次分别为单模光纤、阻水油膏10、不锈钢管光单元11、磷化钢丝铠装层12和高密度聚烯烃护套13。
31.其中，所述单模光纤为十二芯单模光纤。
32.其中，所述缆芯内电力电缆和通信光缆之间填充有异形填充条9；所述异形填充条9为非吸潮性填充条和/或聚丙烯纤维绳制成。采用“非吸潮性填充条和/或聚丙烯纤维绳”组合的形式进行填充，填充条断裂强力大于2000n，可有效承受大截面电力电缆成缆时的扭转应力。
33.其中，黄铜带防蚀层15是利用合金黄铜材料的耐腐性及重金属氧化物难溶性，在成缆线芯外设置防蛀层，有效防止海水的腐蚀和海洋生物的蛀蚀，提高使用寿命。
34.其中，所述金属铠装层17由若干的镀锌钢丝组成；所述镀锌钢丝的数量为119根，直径为φ6.0mm。上述结构设计是为了提高成品直径高达φ260mm缆芯的整体抗拉强度，减少因金属丝间隙过大而产生的跳浜和鼓包等不良现象。
35.其中，金属铠装层17内外分别设有防腐沥青聚丙烯纤维内衬层16和防腐沥青聚丙烯纤维外被层18，一是在海缆敷设时能够成为承力结构从而保护缆芯和光缆单元。二是在运行时维持张力稳定，并起到短路泄流的作用。三是考虑海缆长期在海水的侵蚀作用下镀锌层的附着力将降低，涂覆沥青的生产工艺可以有效的提高海缆的防腐性能。
技术特征：1.220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：包括缆芯，所述缆芯是由三根电力电缆和一根通信光缆绞合而成，在缆芯外依次包覆加强型包带绕包层（14）、黄铜带防蚀层（15）、防腐沥青聚丙烯纤维内衬层（16）、金属铠装层（17）和防腐沥青聚丙烯纤维外被层（18）；所述电力电缆从内层至外层依次分别为无氧铜导体（1）、半导电绕包带（2）、导体屏蔽层（3）、绝缘层（4）、绝缘屏蔽层（5）、半导电阻水层（6）、分相金属合金铅套（7）、半导电聚乙烯护套层（8）；所述通信光缆用于传输信号，设置于三根电力电缆之间的间隙中，所述通信光缆从内层至外层依次分别为单模光纤、阻水油膏（10）、不锈钢管光单元（11）、磷化钢丝铠装层（12）和高密度聚烯烃护套（13）。2.根据权利要求1所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述无氧铜导体（1）为第二类无氧铜导体；所述第二类无氧铜导体由90根退火铜丝绞合而成。3.根据权利要求1所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述单模光纤为十二芯单模光纤。4.根据权利要求1所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述缆芯内电力电缆和通信光缆之间填充有异形填充条（9）；所述异形填充条（9）为非吸潮性填充条和/或聚丙烯纤维绳制成。5.根据权利要求1所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述金属铠装层（17）由若干的镀锌钢丝组成；所述镀锌钢丝的数量为119根，直径为φ6.0mm。6.根据权利要求1所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述分相金属合金铅套（7）的厚度为3.6～3.8mm；所述半导电聚乙烯护套层（8）的厚度为3.3～3.5mm。7.根据权利要求6所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述分相金属合金铅套（7）的厚度为3.7mm；所述半导电聚乙烯护套层（8）的厚度为3.4mm。8.根据权利要求2所述的220kv交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，其特征在于：所述导体屏蔽层（3）、绝缘层（4）和绝缘屏蔽层（5）的总体厚度为26.3～28.5mm。
技术总结本实用新型公开了220kV交联聚乙烯绝缘防海洋生物光纤复合海底电缆，包括缆芯，所述缆芯是由三根电力电缆和一根通信光缆绞合而成，在缆芯外依次包覆加强型包带绕包层、黄铜带防蚀层、防腐沥青聚丙烯纤维内衬层、金属铠装层和防腐沥青聚丙烯纤维外被层。与现有技术相比本实用新型的有益效果是：具有高抗拉强度、抗水压、防海洋生物蛀蚀、防化学侵蚀的特性；纵向和径向的阻水性能优异，能够适用于水深超过30米的复杂工况海洋环境，承受海浪作用下的动态压力。压力。压力。
技术研发人员：刘娅 刘鑫伟 巴银华 孙家伟 张永东 李学智 赵晓荣
受保护的技术使用者：万达集团股份有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/7/5
