一种海底铺设用通信光电复合缆论文和设计-高骏

全文摘要

本实用新型公开了一种海底铺设用通信光电复合缆，其要点是：包括主线芯、光缆、防水加强层、绕包层、第一铠装层、内护套、第二铠装层和外护套。主线芯有3根，3根主线芯的结构相同。3根主线芯沿电力电缆周向等间隔角度设置。光缆有3根，3根光缆沿电力电缆周向等间隔角度设置，与相应相邻的主线芯相接触。3根主线芯和3根光缆采用50％半退扭恒节距双节距对绞成缆，各主线芯和光缆之间采用芳纶丝和阻水纱直拖结构填充形成防水加强层。绕包层绕包在成缆的主线芯和光缆外。第一铠装层由钢带纵包在绕包层的第二涤纶层外。内护套挤包在第一铠装层外。第二铠装层由不锈钢丝编织在内护套的外部。外护套挤包在第二铠装层的外部。

主设计要求

1.一种海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：包括主线芯、光缆、防水加强层、绕包层、第一铠装层、内护套、第二铠装层和外护套；主线芯有3根，3根主线芯的结构相同；3根主线芯沿电力电缆周向等间隔角度设置；光缆有3根，3根光缆沿电力电缆周向等间隔角度设置，与相应相邻的主线芯相接触；3根主线芯和3根光缆采用50％半退扭恒节距双节距对绞成缆，各主线芯和光缆之间采用芳纶丝和阻水纱直拖结构填充形成防水加强层；绕包层绕包在成缆的主线芯和光缆外；第一铠装层由钢带纵包在绕包层的第二涤纶层外；内护套挤包在第一铠装层外；第二铠装层由不锈钢丝编织在内护套的外部；外护套挤包在第二铠装层的外部。

设计方案

2.根据权利要求1所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：3根主线芯均沿其各自径向由内向外依次设有导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘非金属屏蔽层和金属屏蔽层；导体屏蔽层、绝缘层和绝缘非金属屏蔽层采用三层共挤包覆在导体的外部；金属屏蔽层采用裸铜带绕包在绝缘非金属屏蔽层外。

3.根据权利要求2所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：主线芯的导体由若干单丝直径相同、标称截面50至185平方毫米的铜丝或镀金属铜丝绞合紧压而成；导体屏蔽层由可硫化型半导电材料制成；绝缘层由乙丙橡胶材料制成；绝缘非金属屏蔽层由可硫化型半导电材料制成。

4.根据权利要求1所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：3根光缆的结构相同，均包括光纤、纤膏、松套管、光纤中心加强件、光纤阻水层、光纤绕包层、光纤铠装层和光纤外护套；2至20根光纤为一组，每组12根光纤；每组光纤外包裹有相应的松套管，该松套管中填充有相应的纤膏；光纤中心加强件为钢丝；各组光纤围绕中心加强件设置；光纤绕包层采用无卤低烟阻燃布带绕包在各组光纤外，且光纤绕包层中填充有阻水油膏，阻水油膏形成光纤阻水层；光纤铠装层由钢带纵包在光纤绕包层外；光纤外护套采用无卤耐泥浆热固性聚烯烃挤包在光纤铠装层外。

5.根据权利要求1所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：绕包层有四层；四层由内至外依次为第一涤纶层、无纺布层、云母带层和第二涤纶层；第一涤纶层由涤纶斜包在成缆的主线芯和光缆外；无纺布层由无纺布纵包在第一涤纶层外；云母带层由云母带绕包在无纺布层外；第二涤纶层由涤纶斜包在云母带层外。

6.根据权利要求1所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：内护套由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成。

7.根据权利要求1所述的海底铺设用通信光电复合缆，其特征在于：外护套由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电力电缆技术领域，具体涉及一种海底铺设用通信光电复合缆。

背景技术

光电复合缆是一种新型的接入方式，它集光纤、输电铜线于一体，可以解决宽带接入、设备用电、信号传输的问题。近年来，随着光电复合缆的发展，海上钻井平台用电可以先通过海底光电复合缆从陆地上传输过来，再经过海上钻井平台电气设备用电力电缆转接到平台上来进而通过变压器转换供给各个系统应用，解决了以往靠发电机组发电所带来的能源消耗大、噪音大、所用空间大等的缺点，同时提高了信息传输速度。由于光电复合缆铺设在海底，使用环境恶劣，有时还会受到鲨鱼的破坏，更换维修难度都较大，因此对其使用寿命提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，具有良好的耐泥浆性能和防啃咬破坏的用于海底铺设的通信光电复合缆。

实现本实用新型目的的基本技术方案是:一种海底铺设用通信光电复合缆，其结构特点是：包括主线芯、光缆、防水加强层、绕包层、第一铠装层、内护套、第二铠装层和外护套。主线芯有3根，3根主线芯的结构相同。3根主线芯沿电力电缆周向等间隔角度设置。光缆有3根，3根光缆沿电力电缆周向等间隔角度设置，与相应相邻的主线芯相接触。3根主线芯和3根光缆采用50％半退扭恒节距双节距对绞成缆，各主线芯和光缆之间采用芳纶丝和阻水纱直拖结构填充形成防水加强层。绕包层绕包在成缆的主线芯和光缆外。第一铠装层由钢带纵包在绕包层的第二涤纶层外。内护套挤包在第一铠装层外。第二铠装层由不锈钢丝编织在内护套的外部。外护套挤包在第二铠装层的外部。

以上述基本技术方案为基础的技术方案是：3根主线芯均沿其各自径向由内向外依次设有导体、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘非金属屏蔽层和金属屏蔽层。导体屏蔽层、绝缘层和绝缘非金属屏蔽层采用三层共挤包覆在导体的外部。金属屏蔽层采用裸铜带绕包在绝缘非金属屏蔽层外。

以上述相应技术方案为基础的技术方案是：主线芯的导体由若干单丝直径相同、标称截面50至185平方毫米的铜丝或镀金属铜丝绞合紧压而成。导体屏蔽层由可硫化型半导电材料制成。绝缘层由乙丙橡胶材料制成。绝缘非金属屏蔽层由可硫化型半导电材料制成。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：3根光缆的结构相同，均包括光纤、纤膏、松套管、光纤中心加强件、光纤阻水层、光纤绕包层、光纤铠装层和光纤外护套。2至20根光纤21为一组，每组12根光纤。每组光纤外包裹有相应的松套管，该松套管中填充有相应的纤膏。光纤中心加强件为钢丝。各组光纤围绕中心加强件设置。光纤绕包层采用无卤低烟阻燃布带绕包在各组光纤外，且光纤绕包层中填充有阻水油膏，阻水油膏形成光纤阻水层。光纤铠装层由钢带纵包在光纤绕包层外。光纤外护套采用无卤耐泥浆热固性聚烯烃挤包在光纤铠装层外。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：绕包层有四层。四层由内至外依次为第一涤纶层、无纺布层、云母带层和第二涤纶层。第一涤纶层由涤纶斜包在成缆的主线芯和光缆外。无纺布层由无纺布纵包在第一涤纶层外。云母带层由云母带绕包在无纺布层外。第二涤纶层由涤纶斜包在云母带层外。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：内护套由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：外护套由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆结构简单，外护套由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制成，具有良好的耐泥浆与防海水腐蚀性能。

(2)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的主线芯的导体多根单丝直径相同的铜丝或镀金属铜丝绞合紧压而成，可以减少导体表面缝隙，防止导体屏蔽层的材料陷入导体。导体屏蔽层(内屏蔽层)、绝缘层和绝缘非金属屏蔽层(外屏蔽层)采用三层共挤包覆在导体的外部，保证了绝缘层与内外屏蔽层之间的结合紧密度与表面层的光滑度，减少了因间隙而产生的局部放电现象，大大提高了产品的使用寿命。

(3)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的主线芯的绝缘层采用乙丙橡胶高分子材料，保证了绝缘层的抗张强度不小于5MPa，断裂伸长率不小于200％；导体屏蔽层选择可硫化型半导电材料制成，保证了导体屏蔽层的抗张强度不小于15MPa，断裂伸长率不小于200％，90℃体积电阻率不小于200欧姆厘米；绝缘非金属屏蔽层选择可硫化型半导电材料制成，保证了绝缘非金属屏蔽层的抗张强度不小于13MPa，断裂伸长率不小于350％，90℃体积电阻率不小于50欧姆厘米。

(4)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆采用50％半退扭恒节距双节距对绞成缆，芯线的对绞节距非常稳定，传输性能优越，双节距的结构设计，进一步减少线对之间的串音，保证传输信号的不失真；各主线芯和光缆之间采用芳纶丝和阻水纱直拖结构填充形成防水加强层，替代传统的阻水油膏，既能有效保证光缆的阻水性能，同时又提高光缆的抗拉能力，有利于拖拽，在生产和施工、熔接、维护使用时可以有效减少环境污染。

(5)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的绕包层采用四层结构，四层由内至外依次为第一涤纶层、无纺布层、云母带层和第二涤纶层，即提高了光电复合缆的抗拉能力，又提高了光电复合缆的耐火能力。

(6)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的第一铠装层由钢带纵包在绕包层外，具有一定的防鲨鱼啃咬的功能，提高了光缆的安全性。

(7)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的第二铠装层由不锈钢丝编织在第二绕包层外，使光电复合缆具有优异的抗拉性能，不锈钢丝编织层还可以防鲨鱼啃咬，进一步提高了光电复合缆的安全性。

(8)本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的光缆的光纤铠装层由钢带纵包在光纤绕包层外，进一步提高了光缆的安全性，即使光电复合缆的外层受到破坏，光缆还能独立工作一段时间，保证海上平台与陆地之间的通信不中断，及时进行维修和更换。

附图说明

图1为本实用新型的海底铺设用通信光电复合缆的结构示意图；

图2为图1中的光缆的放大结构示意图。

上述附图中的标记如下：

主线芯1，导体11，导体屏蔽层12，绝缘层13，绝缘非金属屏蔽层14，金属屏蔽层15，

光缆2，光纤21，纤膏22，松套管23，光纤中心加强件24，光纤阻水层25，光纤绕包层26，光纤铠装层27，光纤外护套28，

防水加强层3，绕包层4，第一铠装层5，内护套6，第二铠装层7，外护套8。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型作进一步详细的说明。

(实施例1)

见图1和图2，本实施例的海底铺设用通信光电复合缆包括主线芯1、光缆2、防水加强层3、绕包层4、第一铠装层5、内护套6、第二铠装层7和外护套8。

主线芯1有3根，3根主线芯1的结构相同。3根主线芯1沿电力电缆周向等间隔角度设置。3根主线芯1均沿其各自径向由内向外依次设有导体11、导体屏蔽层12、绝缘层13、绝缘非金属屏蔽层14和金属屏蔽层15。

导体11由6根或12根或15根或18根或30根单丝直径相同、标称截面50至185平方毫米的铜丝或镀金属铜丝绞合紧压而成，本实施例采用12根单丝标称截面70平方毫米镀锡铜丝绞合紧压而成。

导体屏蔽层12由可硫化型半导电材料制成，本实施例中可采用美国陶氏化学供应的HFDB-0586的半导电屏蔽材料。导体屏蔽层12挤包在导体11的外部。导体屏蔽层12的厚度为0.35毫米至0.9毫米，本实施例为0.6毫米。导体屏蔽层12的抗张强度不小于15MPa，断裂伸长率不小于200％，90℃体积电阻率不小于200欧姆厘米。

绝缘层13由乙丙橡胶材料制成，绝缘层13的抗张强度不小于5MPa，断裂伸长率不小于200％，在空气箱中进行老化(温度为135℃±3℃，时间为168h)，抗张强度保留率不小于原抗张强度的80％，断裂伸长率不小于原断裂伸长率的80％。绝缘层13挤包在导体屏蔽层12的外部。

绝缘非金属屏蔽层14由可硫化型半导电材料制成。绝缘非金属屏蔽层14的抗张强度不小于13MPa，断裂伸长率不小于350％，90℃体积电阻率不小于50欧姆厘米。绝缘非金属屏蔽层14挤包在绝缘层13的外部。

导体屏蔽层12、绝缘层13和绝缘非金属屏蔽层14采用三层共挤包覆在导体11的外部。

金属屏蔽层15采用裸铜带绕包在绝缘非金属屏蔽层14外，裸铜带的厚度为0.1mm至0.12mm，本实施例为0.1毫米，搭盖率10％至15％。

光缆2有3根，3根光缆2沿电力电缆周向等间隔角度设置，与相应相邻的主线芯1相接触。3根主线芯1和3根光缆2采用50％半退扭恒节距双节距对绞成缆，成缆节距为本光电复合缆外径的15至25倍，本实施例为20倍。各主线芯1和光缆2之间采用芳纶丝和阻水纱直拖结构填充形成防水加强层3。

3根光缆2的结构相同，均包括光纤21、纤膏22、松套管23、光纤中心加强件24、光纤阻水层25、光纤绕包层26、光纤铠装层27和光纤外护套28。2至20根光纤21为一组，本实施例为六组，每组12根光纤21。每组光纤21外包裹有相应的松套管23，该松套管23中填充有相应的纤膏22。光纤中心加强件24为钢丝。各组光纤围绕中心加强件24设置。光纤绕包层26采用无卤低烟阻燃布带绕包在各组光纤外，且光纤绕包层26中填充有阻水油膏，阻水油膏形成光纤阻水层25。光纤铠装层27由钢带纵包在光纤绕包层26外。光纤外护套28采用无卤耐泥浆热固性聚烯烃挤包在光纤铠装层27外。

绕包层4有四层。四层由内至外依次为第一涤纶层、无纺布层、云母带层和第二涤纶层。第一涤纶层由涤纶斜包在成缆的主线芯1和光缆2外。无纺布层由无纺布纵包在第一涤纶层外。云母带层由云母带绕包在无纺布层外。第二涤纶层由涤纶斜包在云母带层外。

第一铠装层5由钢带纵包在绕包层4的第二涤纶层外。

内护套6由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成，内护套6挤包在第一铠装层5外。

第二铠装层7由直径为0.2毫米至0.4毫米的不锈钢丝编织而成，且位于内护套6的外部，其编织覆盖率为90％至98％，本实施例的第二铠装层7由直径为0.35mm的306不锈钢丝编织而成，其编织覆盖率为95％。第二铠装层7的抗张强度不小于100MPa，断裂伸长率不小于15％。

外护套8由无卤耐泥浆热固性聚烯烃制作而成。外护套8包覆在第二铠装层7的外部。外护套8的厚度为1.48毫米至3毫米，本实施例为2.02毫米。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换和变化，具体应用过程中还可以根据上述实施例的启发进行相应的改造，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围之内。

设计图

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