交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝结合铠装型光纤复合海底电缆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交流电缆技术领域，具体涉及一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝综合结构铠装型光纤复合海底电缆，适合于电缆承受较大压应力的场合。
【背景技术】
[0002]由于海洋工程属于特殊行业，海底电缆应用的海况、施工等环境条件不尽相同，国际上没有通用的设计标准，尤其是在某些特殊要求场合电缆承受很大的压力，这种压力一方面来自深海的特殊环境，另一方面安装，施工等可能承受较大的压应力。一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝综合结构铠装型光纤复合海底电缆显得特别重要，该类海底光纤复合电缆在国内鲜有。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝综合结构铠装型光纤复合海底电缆，能实现海底电力传输和光纤信号的传输，可有效满足江河湖海穿越、海洋油气开采、海底资源勘探、海上风电与潮汐发电，海岛开发等特殊水下电缆承受较大的压力的工况的海洋开发领域电力和信息传输的迫切需要。
[0004]技术方案:本发明所述的一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝结合铠装型光纤复合海底电缆，包括阻水导体层、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、地线单元、光纤单元、填充层、包带层、内护层、第一钢带层、隔离层、钢丝层、第二钢带层，外护层；
所述阻水导体层外设置有导体屏蔽层，在导体屏蔽层外设置有绝缘层，在绝缘层外设置有绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外设置有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层所包覆的导体线芯与所述地线单元、光纤单元、填充层成缆绞合，并用包带层进行绕包；所述包带层外设置内护层，在内护层外设置第一钢带层，在第一钢带层外设置隔离层，在隔离层外设置钢丝层，在钢丝层外设置第二钢带层，在第二钢带层外设置外护层。
[0005]进一步的，所述阻水导体层采用铜线阻水填充结构。
[0006]进一步的，所述地线单元设置有I?3组，采用铜导体、镀锡铜导体，或者在导体外包覆一层半导电或者绝缘型高聚物材料，该导体采用阻水型导体。
[0007]进一步的，所述光纤单元采用增强型不锈钢管光纤单元，所述光单元设置有I?3组，每组光单元含光纤I?36芯。
[0008]进一步的，所述第一钢带层采用双层间隙搭盖绕包或采用单层搭盖、双层绕包；钢带可以根据设计负荷的不同采用Q295?Q345的普通强度钢带、Q390以上的高强度钢带。
[0009]进一步的，所述第二钢带层采用双层间隙搭盖绕包或采用单层搭盖、双层绕包；钢带可以根据设计负荷的不同采用Q295?Q345的普通强度钢带、Q390以上的高强度钢带。
[0010]进一步的，所述内护层、外护层采用聚乙烯或其他聚烯烃类高分子材料，或采用复合型热塑性弹性体材料。
[0011]进一步的，所述钢丝层采用340彡Rm彡540的普通钢丝，650彡Rm彡850或850 ^ Rm ( 1050的中强度钢丝，或者Rm彡1050的高强度钢丝，其中Rm是指抗张强度，
单位是N/mm2。
[0012]本发明还公开了一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝结合铠装型光纤复合海底电缆的生产工艺，包括如下步骤:
(1)导体线芯的制备:
a.采用铜大拉机进行铜单线拉制；
b.采用框绞机进行紧压阻水导体绞合、半导电阻水绑扎带绕包、无纺布绕包；
c.通过三层共挤交联机组进行绝缘、屏蔽层的挤制；
d.通过绕包机进行阻水带绕包；
e.通过地转盘或蒙古包进行除气；
f.通过挤铅机进行铅护套的挤制；
g.通过局部耐压试验设备进行局部放电、耐压试验；
(2)地线单元的制备:
a.采用铜大拉机进行铜单线拉制；
b.通过框绞机进行紧压阻水导体绞合、半导电阻水绑扎带绕包；
c.通过塑料挤出机组进行地线包覆层挤制；
(3)光纤单元的制备:
a.选用不锈钢管光单元；
b.通过钢丝铠装机组进行铠装；
c.通过塑料挤出机进行护套处理；
(4)对上述个电缆进行复合:
a.通过成缆机组对光纤单元、导体线芯、地线单元以及填充进行成缆；
b.通过塑料挤出机进行内护层挤制；
c.通过钢带铠装机组进行绕包钢带层；
d.通过塑料挤出机增加隔离层；
e.通过成缆机组进行钢丝铠装；
f.通过钢带铠装机增加第二层钢带层；
g.通过塑料挤出机组进行外护套挤制。
[0013]有益效果:本发明可实现海底电力传输和光纤信号的传输，可有效满足江河湖海穿越、海洋油气开采、海底资源勘探、海上风电与潮汐发电，海岛开发等海洋开发领域承受较大压应力工况的电力和信息传输的迫切需要，是一种具有超高的抗压强度海底光纤复合型电力电缆，本发明主要特点:
1)常规国内海底电缆采用钢丝铠装，钢丝铠装型电缆能够承受较大的压应力，如果需要承受更大的压力可以采用双层钢丝铠装来增加电缆的侧压力；同时，如果需要有较大的侧压力就必须减小钢丝的节距；牺牲电缆的轴向应力；
2)常规的海底电缆采用钢丝铠装，钢丝受到应力后会径向收缩，会给内层的绝缘层，光单元径向压力；电缆往往是钢丝没有断裂，内层的传输光单元和高压绝缘线芯可能受到的径向的应力过大而先破坏。
[0014]3)普通的海底电缆采用单层钢丝铠装，电缆适合敷设在浅水区域，不适合在复杂工况的深水区域，不适合容易抛锚的渔场，不适合在海底状况复杂的礁石等区域。本发明采用高强度钢带和钢丝铠装综合结构，具有更高的抗压的机械强度，适合在深水区域、容易抛锚的渔场等区域使用。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的电缆结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示的一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝结合铠装型光纤复合海底电缆，包括阻水导体层1、导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4、金属屏蔽层5、地线单元6、光纤单元7、填充层8、包带层9、内护层10、第一钢带层11、隔离层12、钢丝层13、第二钢带层14，外护层15 ；
所述阻水导体层I外设置有导体屏蔽层2，在导体屏蔽层2外设置有绝缘层3，在绝缘层3外设置有绝缘屏蔽层4，在绝缘屏蔽层4外设置有金属屏蔽层5，所述金属屏蔽层5所包覆的导体线芯与所述地线单元6、光纤单元7、填充层8成缆绞合，并用包带层9进行绕包；所述包带层9外设置内护层10，在内护层10外设置第一钢带层11，在第一钢带层11外设置隔离层12，在隔离层12外设置钢丝层13，在钢丝层13外设置第二钢带层14，在第二钢带层14外设置外护层15。
[0017]作为上述技术方案的进一步优化，所述阻水导体层I采用铜线阻水填充结构。所述地线单元6设置有I?3组，采用铜导体、镀锡铜导体，或者在导体外包覆一层半导电或者绝缘型高聚物材料，该导体采用阻水型导体。所述光纤单元7采用增强型不锈钢管光纤单元，所述光单元7设置有I?3组，每组光单元7含光纤I?36芯。所述第一钢带层11采用双层间隙搭盖绕包或采用单层搭盖、双层绕包，绕包采用小节距绕包方式。所述第二钢带层14采用双层间隙搭盖绕包或采用单层搭盖、双层绕包，绕包采用小节距绕包或疏绕包方式；第一钢带层11以及第二钢带层14可以根据设计负荷的不同采用Q295?Q345的普通强度钢带、Q390以上的高强度钢带。所述内护层10、外护层15采用聚乙烯或其他聚烯烃类高分子材料，或采用复合型热塑性弹性体材料。所述钢丝层13采用340 < Rm < 540的普通钢丝，650 ^ Rm彡850或850彡Rm ( 1050的中强度钢丝，或者Rm彡1050的高强度钢丝，其中Rm是指抗张强度，单位是N/mm2。
[0018]上述一种交联聚乙烯绝缘钢带和钢丝结合铠装型光纤复合海底电缆的生产工艺，包括如下步骤:
(I)导体线芯的制备: