帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其由內(nèi)層到外層依次包括電纜導(dǎo)體、金屬護(hù)套、加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套、銅帶繞包層、鎧裝層和外被覆層，電纜導(dǎo)體內(nèi)形成有中心油道，加強(qiáng)層和鎧裝層之間在徑向橫截面上短接，海底電力電纜還包括電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間的絕緣復(fù)合材料層，絕緣復(fù)合材料層包括絕緣材料層和絕緣屏蔽層兩層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間增加耐壓的、電絕緣性好的絕緣復(fù)合材料層，且絕緣復(fù)合材料層采用納米改性環(huán)氧樹(shù)脂與其他組分如甲基四氫苯酐、奇士增韌劑等復(fù)配使用，由于它們之間的協(xié)同效應(yīng)，大大增強(qiáng)了海底電纜的耐溫耐壓性能、機(jī)械強(qiáng)度及絕緣性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海底電力電纜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜。

【背景技術(shù)】
[0002]海底電纜是敷設(shè)于海底及河流水下用的電纜，分海底通信電纜和海底電力電纜。海底通信電纜主要用于通訊業(yè)務(wù)，費(fèi)用昂貴，但保密程度高。海底電力電纜主要用于水下傳輸大功率電能，與地下電力電纜的作用等同，只不過(guò)應(yīng)用的場(chǎng)合和敷設(shè)的方式不同。
[0003]海底電力電纜的整個(gè)制造過(guò)程同一般電力電纜基本相同，但在電纜機(jī)械強(qiáng)度和防腐要求上有所特殊，并要求電纜長(zhǎng)度盡量延長(zhǎng)?，F(xiàn)有海底電力電纜的基本結(jié)構(gòu)是將經(jīng)過(guò)一次或兩次涂層處理后的電纜導(dǎo)體繞包在中心，電纜導(dǎo)體周?chē)酶邚?qiáng)度的鋼絲繞包，在繞包過(guò)程中要把所有縫隙都用防水材料填滿(mǎn)，再在鋼絲周?chē)@包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個(gè)抗壓和抗拉的聯(lián)合體，這個(gè)銅管還是傳送遠(yuǎn)供電流的導(dǎo)體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護(hù)套。這樣嚴(yán)密多層的結(jié)構(gòu)是為了保護(hù)光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入，同時(shí)也是為了在敷設(shè)和回收修理時(shí)可以承受巨大的張力和壓力。
[0004]但是近年來(lái)工程建設(shè)項(xiàng)目的日趨增多，一方面受到那些安裝在環(huán)境復(fù)雜的海底，長(zhǎng)期受到海浪沖擊、海水腐蝕、礁石等意外撞擊及許多未知因素的影響，另一方面超高長(zhǎng)度的電纜由于長(zhǎng)期工作，其耐久負(fù)載和使用壽命的問(wèn)題一直是電力行業(yè)需要提高和解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，所述海底電力電纜由內(nèi)層到外層依次包括電纜導(dǎo)體、金屬護(hù)套、加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套、銅帶繞包層、鎧裝層和外被覆層，所述電纜導(dǎo)體內(nèi)形成有中心油道，所述加強(qiáng)層和鎧裝層之間在徑向橫截面上短接，所述海底電力電纜還包括所述電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間的絕緣復(fù)合材料層，所述絕緣復(fù)合材料層包括絕緣材料層和絕緣屏蔽層兩層結(jié)構(gòu)；所述絕緣材料層的材料包括以下原料，各原料按重量份配比:納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐14(Γ160份，400目硅微粉200?250份，奇士增韌劑25?30份，2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚(Γθ.5份，納米氧化硅6?8份，聚酰亞胺8(Γ90份，納米二氧化鈦2(Γ25份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯2飛份。
[0006]優(yōu)選地，所述納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐150份，400目硅微粉200份，奇士增韌劑30份，納米氧化硅6份，聚酰亞胺85份，納米二氧化鈦24份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯3份。
[0007]優(yōu)選地，所述絕緣屏蔽層為含有炭黑的半導(dǎo)體屏蔽帶和金屬化紙兩層結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述金屬材料主要成分還可以選自銅、銀、鐵、錫中的一種或多種。
[0009]優(yōu)選地，所述電纜導(dǎo)體由內(nèi)、外兩層弓形銅線(xiàn)鉸合，所述內(nèi)層銅線(xiàn)內(nèi)形成直徑為35mm的所述中心油道。
[0010]優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層包括以下原料，各原料按重量份配比:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物60?80份，抗氧劑1010:0.5?I份，抗氧劑168:0.5?I份，乙烯基三甲氧基硅烷0.5?1.5份，娃膠2?10份,氫氧化鎂40?50份。
[0011]優(yōu)選地，所述加強(qiáng)層和鎧裝層之間在徑向橫截面上短接的方式為:在所述加強(qiáng)層外加一個(gè)銅的抱箍，且通過(guò)金屬線(xiàn)與所述鎧裝層焊接。
[0012]優(yōu)選地，所述鎧裝層為單層的一層成型的銅扁線(xiàn)鎧裝層。
[0013]優(yōu)選地，所述外被覆層由內(nèi)層浙青化合物層和外層聚丙烯紗層組成。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
I)本發(fā)明提供的一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，該結(jié)構(gòu)在電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間增加耐壓的、電絕緣性好的絕緣復(fù)合材料層，且絕緣復(fù)合材料層采用納米改性環(huán)氧樹(shù)脂與其他組分如甲基四氫苯酐、奇士增韌劑等復(fù)配使用，由于它們之間的協(xié)同效應(yīng)，大大增強(qiáng)了海底電纜的耐溫耐壓性能、機(jī)械強(qiáng)度及絕緣性能。
[0015]2)本發(fā)明提供的一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，該結(jié)構(gòu)在金屬護(hù)套和聚乙烯護(hù)套之間設(shè)置加強(qiáng)層，這樣能抑制絕緣復(fù)合材料層內(nèi)部氣隙的產(chǎn)生，使電纜具有優(yōu)良的耐工頻電壓和耐沖擊電壓的性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0017]圖1為一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為絕緣復(fù)合材料層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2中絕緣屏蔽層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明揭示的一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，海底電力電纜I由內(nèi)層到外層依次包括電纜導(dǎo)體2、絕緣復(fù)合材料層9、金屬護(hù)套3、加強(qiáng)層4、聚乙烯護(hù)套5、銅帶繞包層6、鎧裝層7和外被覆層8，電纜導(dǎo)體2的截面面積為900_2，由內(nèi)、夕卜兩層弓形銅線(xiàn)鉸合，其中內(nèi)層銅線(xiàn)為自撐式結(jié)構(gòu)，且內(nèi)層銅線(xiàn)內(nèi)形成直徑為35_的中心油道21。
[0021]絕緣復(fù)合材料層9用于增強(qiáng)電纜的耐壓和電絕緣性能，如圖2所示，其包括絕緣材料層91和絕緣屏蔽層92兩層結(jié)構(gòu)，其中絕緣材料層91的材料包括以下原料，各原料按重量份配比:納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐14(Γ160份，400目硅微粉20(Γ250份，奇士增韌劑25?30份，2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚(Γ0.5份，納米氧化硅6?8份，聚酰亞胺80?90份，納米二氧化鈦20?25份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯2飛份。
[0022]如圖3所示，絕緣屏蔽層92優(yōu)選為含有炭黑的半導(dǎo)體屏蔽帶921和金屬化紙922
兩層結(jié)構(gòu)。
[0023]金屬護(hù)套3用于起阻水、防潮氣的作用，優(yōu)選鉛護(hù)套。
[0024]加強(qiáng)層4用于抑制金屬護(hù)套的變形，包括以下原料，各原料按重量份配比:聚烯烴復(fù)合物6(Γ80份，復(fù)合抗氧劑0.5?I份，偶聯(lián)劑0.5?1.5份，硅膠2?10份，無(wú)機(jī)阻燃劑4(Γ50份。
[0025]聚乙烯護(hù)套5包裹在加強(qiáng)層4外表面上，主要用于抗壓、防水、防潮及機(jī)械保護(hù)。另外為了限制聚乙烯護(hù)套上的暫態(tài)感應(yīng)過(guò)電壓，本發(fā)明在加強(qiáng)層4和鎧裝層7之間在徑向橫截面上短接，具體為:在加強(qiáng)層4外加一個(gè)銅的抱箍，且通過(guò)金屬線(xiàn)與鎧裝層7焊接。
[0026]銅帶繞包層6繞在聚乙烯護(hù)套5外，用于提高海纜的抗電磁干擾能力。
[0027]鎧裝層7用于保護(hù)電纜免受外界機(jī)械性損傷，以及作為電纜的主要受力構(gòu)件。優(yōu)選采用單層的一層成型的銅扁線(xiàn)鎧裝層。
[0028]外被覆層8起防腐保護(hù)作用，優(yōu)選由內(nèi)層浙青化合物層和外層聚丙烯紗層組成。
[0029]實(shí)施例1
分別取納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐140份，400目硅微粉200份，奇士增韌劑30份，納米氧化硅6份，聚酰亞胺80份，納米二氧化鈦20份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯2份，混合均勻后放入開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)中，加熱溫度100°C，加工時(shí)間在20分鐘加工成型為絕緣材料層。
[0030]分別取聚烯烴復(fù)合物:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物60份，復(fù)合抗氧劑:抗氧劑1010和抗氧劑168各0.5份，偶聯(lián)劑:乙烯基三甲氧基硅烷0.5份，硅膠2份，無(wú)機(jī)阻燃劑:氫氧化鎂40份混合均勻后加工成型為加強(qiáng)層。
[0031]首先用絕緣復(fù)合材料層繞包電纜導(dǎo)體，而后真空干燥、浸油，完成后，再包金屬護(hù)套，進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再予電纜包上加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套，并進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再包銅帶繞包層，最后裹鎧裝層，且外覆上外被覆層。
[0032]實(shí)施例2
分別取納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐150份，400目硅微粉200份，奇士增韌劑25份，納米氧化硅6份，聚酰亞胺85份，納米二氧化鈦24份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯3份，混合均勻后放入開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)中，加熱溫度100°C，加工時(shí)間在20分鐘加工成型為絕緣材料層。
[0033]分別取聚烯烴復(fù)合物:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物70份，復(fù)合抗氧劑:抗氧劑1010和抗氧劑168各0.8份，偶聯(lián)劑:乙烯基三甲氧基硅烷I份，硅膠5份，無(wú)機(jī)阻燃劑:氫氧化鎂45份混合均勻后加工成型為加強(qiáng)層。
[0034]首先用絕緣復(fù)合材料層繞包電纜導(dǎo)體，而后真空干燥、浸油，完成后，再包金屬護(hù)套，進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再予電纜包上加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套，并進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再包銅帶繞包層，最后裹鎧裝層，且外覆上外被覆層。
[0035]實(shí)施例3
分別取納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐160份，400目硅微粉250份，奇士增韌劑30份，納米氧化硅8份，聚酰亞胺90份，納米二氧化鈦25份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯5份，混合均勻后放入開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)中，加熱溫度100°C，加工時(shí)間在20分鐘加工成型為絕緣材料層。
[0036]分別取聚烯烴復(fù)合物:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物80份，復(fù)合抗氧劑:抗氧劑1010和抗氧劑168各I份，偶聯(lián)劑:乙烯基三甲氧基硅烷1.5份，硅膠10份，無(wú)機(jī)阻燃劑:氫氧化鎂50份混合均勻后加工成型為加強(qiáng)層。
[0037]所有實(shí)施例中所采用的硅膠的化學(xué)通式為mSi02*nH20。
[0038]首先用絕緣復(fù)合材料層繞包電纜導(dǎo)體，而后真空干燥、浸油，完成后，再包金屬護(hù)套，進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再予電纜包上加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套，并進(jìn)行連續(xù)擠壓，然后再包銅帶繞包層，最后裹鎧裝層，且外覆上外被覆層。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，所述海底電力電纜由內(nèi)層到外層依次包括電纜導(dǎo)體、金屬護(hù)套、加強(qiáng)層、聚乙烯護(hù)套、銅帶繞包層、鎧裝層和外被覆層，所述電纜導(dǎo)體內(nèi)形成有中心油道，所述加強(qiáng)層和鎧裝層之間在徑向橫截面上短接，其特征在于，所述海底電力電纜還包括所述電纜導(dǎo)體和金屬護(hù)套之間的絕緣復(fù)合材料層，所述絕緣復(fù)合材料層包括絕緣材料層和絕緣屏蔽層兩層結(jié)構(gòu)； 所述絕緣材料層的材料包括以下原料，各原料按重量份配比:納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐140?160份，400目硅微粉200?250份，奇士增韌劑25?30份，2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚(Γ0.5份，納米氧化硅6?8份，聚酰亞胺8(Γ90份，納米二氧化鈦2(Γ25份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯2飛份。
2.如權(quán)利要求1所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述納米改性環(huán)氧樹(shù)脂90份，甲基四氫苯酐150份，400目硅微粉200份，奇士增韌劑30份，納米氧化硅6份，聚酰亞胺85份，納米二氧化鈦24份，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯3份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述絕緣屏蔽層為含有炭黑的半導(dǎo)體屏蔽帶和金屬化紙兩層結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述電纜導(dǎo)體由內(nèi)、外兩層弓形銅線(xiàn)鉸合，所述內(nèi)層銅線(xiàn)內(nèi)形成直徑為35_的所述中心油道。
5.如權(quán)利要求1或2所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述加強(qiáng)層包括以下原料，各原料按重量份配比:聚乙烯-醋酸乙烯共聚物6(Γ80份，抗氧劑1010:0.5?I份，抗氧劑168:0.5?I份，乙烯基三甲氧基硅烷0.5?1.5份，硅膠2?10份，氫氧化鎂40?50份。
6.如權(quán)利要求5所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述加強(qiáng)層和鎧裝層之間在徑向橫截面上短接的方式為:在所述加強(qiáng)層外加一個(gè)銅的抱箍，且通過(guò)金屬線(xiàn)與所述鎧裝層焊接。
7.如權(quán)利要求1或2所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述鎧裝層為單層的一層成型的銅扁線(xiàn)鎧裝層。
8.如權(quán)利要求1或2所述的帶有絕緣復(fù)合材料層的海底電力電纜，其特征在于，所述外被覆層由內(nèi)層浙青化合物層和外層聚丙烯紗層組成。
【文檔編號(hào)】H01B7/18GK104240817SQ201410517563
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】朱偉, 張 杰, 付聰, 陳萬(wàn)田, 鄭永文, 鄭海山 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司洪澤縣供電公司, 江蘇省電力公司