CN102867593A - 全阻水海底电力电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全阻水海底电力电缆，由内到外依次包括绞合导体、半导电阻水带、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铅套、非金属护套、防蚀层、钢丝铠装层和外被层，所述绞合导体的间隙中充满可导电的密封胶，所述密封胶由丁基橡胶和碳黑混合制成，所述绝缘屏蔽层和铅套之间设有用于阻水的半导电缓冲层。该海底电力电缆能实现有效可靠的纵向阻水。

Description

全阻水海底电力电缆

技术领域

本发明涉及一种阻水电缆，特别是涉及一种全阻水海底电力电缆，属于海底电力电缆技术领域。

背景技术

海底电力电缆由于安装在环境复杂的海底，长期受到海浪冲击、海水腐蚀及许多未知因素影响，其设计、制造和安装要求都远远高于普通的电缆，并且海底电力电缆对于阻水的效果好坏很大程度上决定了其使用寿命的长短。通常，海底电力电缆均采用起阻水作用的护套如铅套等来实现径向阻水，但是虽然这种方法能有效地解决径向漏水的问题，但是由于外力作用，这种护套可能会受到损伤，水会沿着电缆内存在的缝隙纵向扩散，使相当长的电缆不能使用，当电缆由于漏水需要修复时，为了减少损失，希望这段漏水的长度尽可能短些，因此，对于海底电力电缆，非常有必要进行纵向阻水的设计。

目前，海底电力电缆导体的纵向阻水主要依靠向导体各绞层间加入阻水粉或阻水纱来实现。由于加入阻水粉工艺复杂，难以保证其分布均匀，较多地采用阻水纱。阻水纱通常是以一定的节距缠绕在各个金属线绞合层之间，再经过紧压工序，使阻水纱间断性地嵌入金属单线之间的空隙，进而形成间断性的“水堵”结构，而不是连续性的导体阻水结构。因此，阻水纱结构也不能实现海底电力电缆可靠阻水。

目前涉及径向阻水的电缆较多，如申请号为CN200920318006的中国专利公开了一种金属复合带径向阻水海底电力电缆，其根本没有谈到纵向阻水；而申请号为CN201020288554公开了一种海底电力电缆，其通过绝缘线芯外的半导电阻水带、导体绞层间绕包的阻水带，实现纵向和径向阻水的海底电力电缆。

申请号为CN200810024391的中国专利发明了一种具有纵向水密特性的舰船用深水电缆，每根铜丝表面均涂覆有密封胶，在各绝缘层之间和外围填充密封胶填充层组成缆芯，并且此发明用在舰船用电缆。

海底电力电缆的纵向阻水技术的实现过程一般如下：在单线绞合过程中，加入阻水粉或阻水纱。当导体进水时，阻水粉或阻水纱遇水膨胀，阻止水分纵向渗透。对于浅水区域的海底电力电缆，以上技术可以较好的完成纵向阻水的效果。但是当海底电力电缆敷设于较深（如大于100m）的海底时，如果海底电力电缆由于外力破损而使导体进水，将会承受较高的水压，在阻水粉或阻水纱及时充分膨胀之前，海水已经沿导体侵入很深的距离，纵向阻水的目的将无法达到，进而造成较大的经济损失。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全阻水海底电力电缆，用于解决现有技术中较深海底电力电缆纵向阻水不可靠的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全阻水海底电力电缆，由内到外依次包括绞合导体、半导电阻水带、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、铅套、非金属护套、防蚀层、钢丝铠装层和外被层，所述绞合导体的间隙中充满可导电的密封胶，所述密封胶由丁基橡胶和碳黑混合制成，所述绝缘屏蔽层和铅套之间设有用于阻水的缓冲层。

优选地，所述导体屏蔽层和绝缘屏蔽层的材料为EVA、EBA或EMA与碳黑的混合物。

优选地，所述绝缘层的材料为交联聚乙烯。

优选地，所述非金属护套材料为PVC、PE、氯磺化聚乙烯、LDPE、MDPE和HDPE中的一种。

优选地，所述防蚀层为黄铜带。

优选地，所述外被层由聚丙烯绳涂覆防腐沥青形成。

如上所述，本发明的全阻水海底电力电缆，将可导电的密封胶填充到绞合导体的间隙，能有效起到纵向阻水的作用，而铅套、非金属护套、外护套本身就可以起到径向阻水的作用，从而本发明的电缆可实现可靠的全阻水，当海底电力电缆因故障而进水时，即使是受到几百米水深的压力，海水也无法沿着导体的间隙进入电缆内部，从而实现纵向阻水，减少海缆报废长度。

附图说明

图1显示为本发明全阻水海底电力电缆的结构示意图。

图中标号说明

1    导体

2    密封胶

3    半导电阻水带

4    导体屏蔽层

5    绝缘层

6    绝缘屏蔽层

7    缓冲层

8    铅套

9    非金属护套

10   防蚀层

11   钢丝铠装层

12   外被层

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示的全阻水海底电力电缆，由内到外依次包括绞合导体1、半导电阻水带3、导体屏蔽层4、绝缘层5、绝缘屏蔽层6、铅套8、非金属护套9、防蚀层10、钢丝铠装层11和外被层12，绞合导体1的间隙中充满可导电的密封胶2，密封胶2由丁基橡胶和碳黑混合制成，绝缘屏蔽层6和铅套8之间设有用于阻水的半导电缓冲层7，密封胶2填满绞合导体之间的间隙，具有很好的纵向阻水作用。

其中密封胶由丁基橡胶和碳黑按照一定比例混合而成，密封性能优良，同时具有足够的导电性，丁基橡胶和碳黑混合之后的工作温度与电缆运行时的工作温度相适应，碳黑是导电的，可以起到均化电场的作用；并且密封胶可以采用挤出或涂覆工艺，进而填满导体之间的空隙，并且密封胶的致密性更好，所以阻水效果更好。

导体1一般为铜导体，作用是传输电流；密封胶2，由丁基橡胶和碳黑混合制成，多根导体采用热态挤出工艺分别涂覆可导电的密封胶，经绞合成缆，再涂覆密封胶，使得密封胶充满多根导体之间的间隙，从而可以实现较高水压下的纵向阻水作用；半导电阻水带3，由无纺布撒上碳黑、阻水粉等制成，作用是纵向阻水；导体屏蔽层4，其材料为EVA、EBA或EMA与碳黑的混合物（半导电材料），在导体表面加一层半导电材料的屏蔽，使导体外表面更平滑，不至于刺伤绝缘层5，并且填满了导体1与绝缘层5之间的气隙，可以起到均化电场、防止尖端放电的作用；绝缘层5，该层材料一般为交联聚乙烯（XLPE），作用是隔绝导体，承受相应的电压防止电流泄漏；绝缘屏蔽层6，该层材料与导体屏蔽层4材料基本一致，它与导体屏蔽层4、绝缘层5同时挤出（三层共挤），可以避免绝缘层5被外面的铅套损伤，而且绝缘屏蔽层6可以确保电场保持在电缆绝缘线芯内；缓冲层7，材料一般为超吸水的聚合物等，作用是保护绝缘线芯不被金属护套损伤或者阻水；铅套8，作用是径向阻水，保护其内部电缆线芯，当系统发生短路时，作为短路电流的通道，也起到屏蔽电场的作用；非金属护套9，材料如PVC、PE、氯磺化聚乙烯、LDPE、MDPE、HDPE等中的一种，作用是对内部的电缆提供特殊的电气、机械、热、化学和环境保护；防蚀层10，材料为黄铜带，作用是保护非金属护套不被铠装层损伤；钢丝铠装层11，保护电缆不被外力损伤；外被层12由聚丙烯绳涂覆防腐沥青形成，防止海水侵蚀电缆。

本发明专利的有益效果是：当海底电力电缆因故障而进水时，由于绞合导体的间隙充满可导电的密封胶，即使是受到几百米水深的压力，海水也无法沿着导体的间隙进入电缆内部，从而实现纵向阻水，减少海缆报废长度，节约修复成本。

综上所述，本发明的全阻水海底电力电缆有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种全阻水海底电力电缆，由内到外依次包括绞合导体（1）、半导电阻水带（3）、导体屏蔽层（4）、绝缘层（5）、绝缘屏蔽层（6）、铅套（8）、非金属护套（9）、防蚀层（10）、钢丝铠装层（11）和外被层（12），其特征在于，所述绞合导体（1）的间隙中充满可导电的密封胶（2），所述密封胶（2）由丁基橡胶和碳黑混合制成，所述绝缘屏蔽层（6）和铅套（8）之间设有用于阻水的缓冲层（7）。

2.根据权利要求1所述的全阻水海底电力电缆，其特征在于，所述导体屏蔽层（4）和绝缘屏蔽层（6）的材料为EVA、EBA或EMA与碳黑的混合物。

3.根据权利要求1所述的全阻水海底电力电缆，其特征在于，所述绝缘层（5）的材料为交联聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的全阻水海底电力电缆，其特征在于，所述非金属护套（9）材料为PVC、PE、氯磺化聚乙烯、LDPE、MDPE和HDPE中的一种。

5.根据权利要求1所述的全阻水海底电力电缆，其特征在于，所述防蚀层（10）为黄铜带。

6.根据权利要求1所述的全阻水海底电力电缆，其特征在于，所述外被层（12）由聚丙烯绳涂覆防腐沥青形成。

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