屏蔽性能较好、防渗水的海底高压电缆的制作方法
【专利摘要】本发明属线缆技术领域，尤涉及海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的导电单元、金属屏蔽层、阻水层、内护套、铠装层、外护套、外护套保护层构成；导电单元是由导体、绝缘层、绝缘屏蔽层、导体护层构成的,在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5~5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm；填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的；外护套保护层的材料为聚酰胺；绝缘层为硅烷交联聚乙烯或者特殊材料。本发明还揭示了其制造方法。本发明具以下主要有益效果：机械性能冗余量更合适、资源更节约、更耐磨性能、更能防渗水、更能防海水、屏蔽性能更好、更能传输高电压。
【专利说明】
屏蔽性能较好、防渗水的海底高压电缆
技术领域
[0001]本发明属于海底线缆技术领域，尤其是涉及海底高压电缆及其制造方法。
【背景技术】
[0002]地球表面被各大陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋，地球其总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71%，大约等于陆地面积的2.5倍，世界海洋是一个巨大的宝库。它拥有人类所必须的大量事物和丰富的工业资源。地球五个主要的大洋为太平洋、大西洋和印度洋、北冰洋、南冰洋，大部分以陆地和海底地形线为界。
[0003]随着工业的飞速发展，人们对于海洋的探索规模日益增大，海洋的利用价值也被人们更加重视，为此，需要敷设各种各样的海底电缆来作为基础设施，海底电缆中最常用的是海底高压电缆、海底光缆、海底光电复合缆。
[0004]现有技术中，人们对于海底高压电缆已进行过研究，如:公布号为CN102290135A、名称为:额定电压220kV三芯光电复合海底电缆，包括从外到内依次分布的外披层、铠装层和内衬层，所述的内衬层内设置有三个两两相外切的电单元，所述的电单元与所述的内衬层所围成的三处空隙处均填充有多个填充单元，三个所述的电单元和所有的填充单元全部绞合形成一股海缆主芯部分，在绞合后的海缆主芯部分外绕包有涂胶布带，所有的填充单元中其中至少一个为光单元，其余的填充单元为填充绳，该种电缆的额定电压达到了220KVo
[0005]再如:公布号为CN101807450A、名称为:一种海底电力电缆，包括由内至外设置的导体(1)、半导电层(2)、绝缘层(3)、缓冲层(4)、铅套(5)、内护套层(6)、铠装层(7)及铠装外保护层(8)，:所述内护套层(6)由半导电内护套层与绝缘内护套层两种形式首尾串联而成的混合层，解决了感应电势的问题，及达到降低损耗，提高载流量的目的。
[0006]公布号为CN101807453A、名称为:用于海底的电力电缆，包括由内至外设置的线芯(I)、屏蔽层(2)、绝缘(3)、绝缘体屏蔽层及内护层(4)、铠装内垫层(5)、铠装层(6)及铠装外保护层(7)，:所述线芯(I)是由钢丝导线和铝导线组成，所述钢丝导线位于线芯(I)的中心位置，且钢丝导线与铝导线共同绞合成钢芯铝绞线结构所形成的线芯(I)。它采用的线芯是由钢丝导线和铝导线组成，所述钢丝导线位于线芯的中心位置，且钢丝导线与铝导线共同绞合成钢芯铝绞线结构所形成的线芯。由铝替换了铜，不仅节省了成本，而且导电性也完全符合标准，而其中的钢丝绞铝的混合线，又解决了铝导线抗拉强度不足的问题。
[0007]然而，
【申请人】在经过反复试验后，认为现有技术中的海底用高压电缆还存在结构改进的空间，主要表现在(I)铠装层冗余量过大，主要是抗拉强度方面，现有技术中主要考虑的是电缆的圆整，因此，铠装层采用的加强件远远超出了需求的抗拉强度，造成了资源的浪费；(2)外保护层的耐磨性能、防渗水、防海水性能有待改善；(3)屏蔽层与绝缘层的设置方式可以进一步改进，以更好地改善电缆性能；(4)绝缘层的材料有待进一步研发，使其能达到更高的耐压等级或性能。
【发明内容】
[0008]
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示海底高压电缆及其制造方法，它们是采用以下技术方案来实现的。
[0009]本发明的第一实施实例中，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的导电单元1、金属屏蔽层2、阻水层3、内护套5、铠装层、外护套8、外护套保护层9构成;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以三根为一组构成填充绳组，加强件以三根为一组构成加强件组，填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的；所述外护套保护层的材料为聚酰胺;所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:1?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0010]本发明的第二实施实例中，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8、外护套保护层9构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元I，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；所述外护套保护层的材料为聚酰胺;所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化锆:3?5份。
[0011]本发明的第三实施实例中，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元1，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳与加强件交替分布在内护套外部，填充绳与加强件都是紧贴内护套的；所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸|丐:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化锆:3?5份。
[0012]本发明的第四实施实例中，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元1，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的;所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0013]本发明第一实施实例中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:
第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式包覆在第一步中形成的导电单元外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热恪胶粘结，搭接处钢带间或招带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm ；螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的阻水层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以三根为一组构成填充绳组，加强件以三根为一组构成加强件组，填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的； 第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套；
第七步:制造外护套保护层的步骤:取聚酰胺并将其挤塑包覆在第六步中制造好的外护套外部，形成海底高压电缆成品，所述外护套保护层的厚度为1.0?2.0mm。
[0014]本发明第二实施实例中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的: 第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套；
第七步:制造外护套保护层的步骤:取聚酰胺并将其挤塑包覆在第六步中制造好的外护套外部，形成海底高压电缆成品，所述外护套保护层的厚度为1.0?2.0mm。
[0015]本发明第三实施实例中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的: 第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳与加强件交替分布在内护套外部，填充绳与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套;完成海底高压电缆成品的制造。
[0016]本发明第四实施实例中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套;完成海底高压电缆成品的制造。
[0017]本发明中，由于加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，因此，加强构件的尺寸可根据机械性能要求而进行合理设计，而其外部的塑料垫层实现了相切、圆整的技术，即铠装层冗余量可以调到合适，配合填充绳可以命使资源更节约。
[0018]本发明中，外护套及可能有的外护套保护层，使产品具有了比现有技术更优良的耐磨性能、防渗水、防海水性能。
[0019]本发明中，屏蔽层与绝缘层的设置方式与现有技术中的不同，现有技术中屏蔽层紧贴导体，实际上很难实现屏蔽的作用；因此，本发明中使电缆的屏蔽性能大大改善，不仅实现了外部干扰的排除，同时极大地减少了导体自身辐射对外的影响。
[0020]本发明中，由于采用了特殊的绝缘层材料，及其合适的厚度比例及同心度，使得电缆的绝缘性能大大增加，经试验，本发明用于传输500?1000KV的电力，1000米，3万小时，未有任何击穿现象发生。
[0021]本发明的电缆制造方法简单、易掌握，采用电缆生产厂商常用的生产设备即可以生产，因此，设备投入少，更加经济实用，使设备利用率更高。
[0022]因此，本发明具有以下主要有益效果:电缆机械性能冗余量更合适、资源更节约、更耐磨性能、更能防渗水、更能防海水、屏蔽性能更好、更能传输高电压。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施实例I的一段开剥后的立体结构示意图。
[0024]图2为图1放大后的横截面结构示意图。
[0025]图3为本发明实施实例2的一段开剥后的立体结构示意图。
[0026]图4为图3放大后的横截面结构示意图。
[0027]图5为本发明实施实例3的一段开剥后的立体结构示意图。
[0028]图6为图5放大后的横截面结构示意图。
[0029]图7为本发明实施实例4的一段开剥后的立体结构示意图。
[0030]图8为图7放大后的横截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]实施实例I 请见图1和图2，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的导电单元1、金属屏蔽层2、阻水层3、内护套5、铠装层、外护套8、外护套保护层9构成;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以三根为一组构成填充绳组，加强件以三根为一组构成加强件组，填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的;所述外护套保护层的材料为聚酰胺;所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锶:2?4份、钛酸钙:2?4份、钛酸铋:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0032]所述金属屏蔽层的材料是钢带或铝带或铜带，是以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式包覆在导电单元外部的；纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm。
[0033]实施实例2
请见图3和图4，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8、外护套保护层9构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元1，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；所述外护套保护层的材料为聚酰胺;所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸|丐:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0034]实施实例3
请见图5和图6，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元1，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5_;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳与加强件交替分布在内护套外部，填充绳与加强件都是紧贴内护套的；所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙稀:70?85份、乙稀-醋酸乙稀酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锶:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0035]实施实例4
请见图7和图8，海底高压电缆，它是由从内到外依次设置的金属屏蔽层2、阻水层3、粘结层4、内护套5、铠装层、外护套8构成，金属屏蔽层内部具有三根两两相外切设置的导电单元1，三根导电单元与金属屏蔽层相内切;所述导电单元I是由导体11、挤塑包覆在导体外的绝缘层12、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层13、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层14构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的
1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5_;所述铠装层由填充绳6、加强件7构成，加强件7由加强构件71、包覆在加强构件之外的塑料垫层72构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；所述绝缘层的材料为硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010: 3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0036]上述实施实例2-4中任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述金属屏蔽层的材料是钢带或铝带或铜带，是以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式包覆在三个导电单元整体的外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5_，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm。
[0037]上述实施实例2-4中任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述粘结层的材料为聚丙烯。
[0038]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带。
[0039]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述绝缘屏蔽层为导电塑料。
[0040]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述导体保护层的材料是高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯。
[0041]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述内护套的主体材料为聚乙烯或聚氯乙稀。
[0042]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述外护套的材料是高密度聚乙烯或中密度聚乙烯。
[0043]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述填充绳的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯。
[0044]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱。
[0045]上述任一实施实例中所述的海底高压电缆，所述塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。
[0046]本发明实施实例I中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:
第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式包覆在第一步中形成的导电单元外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热恪胶粘结，搭接处钢带间或招带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm ；螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的阻水层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以三根为一组构成填充绳组，加强件以三根为一组构成加强件组，填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套；
第七步:制造外护套保护层的步骤:取聚酰胺并将其挤塑包覆在第六步中制造好的外护套外部，形成海底高压电缆成品，所述外护套保护层的厚度为1.0?2.0mm。
[0047]本发明实施实例2中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:
第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套；
第七步:制造外护套保护层的步骤:取聚酰胺并将其挤塑包覆在第六步中制造好的外护套外部，形成海底高压电缆成品，所述外护套保护层的厚度为1.0?2.0mm。
[0048]本发明实施实例3中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:
第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套； 第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳与加强件交替分布在内护套外部，填充绳与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套;完成海底高压电缆成品的制造。
[0049]本发明实施实例4中的海底高压电缆，它是通过以下方法步骤制造而成的:
第一步:制造导电单元的步骤:先取多根铜丝或铝丝或多根铜丝与多根铝丝进行绞合，
形成所需截面积的导体;再取硅烷交联聚乙烯或者是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:70?85份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010:3?5份、钛酸锁:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化硅:3?5份、二氧化锆:3?5份;放入绝缘层挤塑机中，在导体外挤塑绝缘层，使导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;然后将导电塑料挤塑包覆在绝缘层之外形成绝缘屏蔽层；接着将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯或聚氯乙烯或低密度聚乙烯挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外形成导体护层;反复上述步骤，直至形成三根导电单元；
第二步:制造金属屏蔽层的步骤:取第一步中制造好的三根导电单元两两相外切地绞合或平行放置，导电单元绞合体;再取钢带或铝带或铜带以纵向包覆的方式或螺旋绕包的方式紧贴包覆在第一步中形成的导电单元绞合体外部;纵向包覆时，具有重叠搭接，搭接宽度为2?5mm，搭接处用热熔胶粘结，搭接处钢带间或铝带间或铜带间的剥离强度最小值为1.6N/mm;螺旋绕包时，前后螺旋间具有重叠搭接，搭接宽度为I?3mm;
第三步:形成阻水层及粘结层的步骤:取阻水层为阻水带或无纺布或聚酯包带或铝塑复合带纵向包覆在第二步中制造好的金属屏蔽层外部，形成阻水层;取聚丙烯挤塑包覆在阻水层外形成粘结层；
第四步:制造内护套的步骤:取聚乙烯或聚氯乙烯挤塑包覆在第三步中制造好的粘结层外部形成内护套；
第五步:制造铠装层的步骤:取预先制造好的填充绳与加强件螺旋包覆在第四步中制造好的内护套外部，其中加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以二根为一组构成填充绳组，填充绳组与加强件交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件都是紧贴内护套的；加强构件的材料为钢丝或玻璃纤维增强塑料或芳纶纱;塑料垫层的材料为聚丙烯或线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯或高密度聚乙烯;填充绳的直径与加强件的直径是相等的；
第六步:制造外护套的步骤:通过外护套挤塑机将高密度聚乙烯或中密度聚乙烯挤塑包覆在第五步形成的铠装层外部，形成外护套;完成海底高压电缆成品的制造。
[0050]本发明中，由于加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，因此，加强构件的尺寸可根据机械性能要求而进行合理设计，而其外部的塑料垫层实现了相切、圆整的技术，即铠装层冗余量可以调到合适，配合填充绳可以命使资源更节约。
[0051]本发明中，外护套及可能有的外护套保护层，使产品具有了比现有技术更优良的耐磨性能、防渗水、防海水性能。
[0052]本发明中，屏蔽层与绝缘层的设置方式与现有技术中的不同，现有技术中屏蔽层紧贴导体，实际上很难实现屏蔽的作用；因此，本发明中使电缆的屏蔽性能大大改善，不仅实现了外部干扰的排除，同时极大地减少了导体自身辐射对外的影响。
[0053]本发明中，由于采用了特殊的绝缘层材料，及其合适的厚度比例及同心度，使得电缆的绝缘性能大大增加，经试验，本发明用于传输500?1000KV的电力，1000米，3万小时，未有任何击穿现象发生。
[0054]经
【申请人】反复多次试验，发现绝缘层的最优配方是:绝缘层材料按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙烯:80份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物:15份、乙烯-四氟乙烯共聚物:12份、氢氧化镁:13份、抗氧剂1010:4份、钛酸锶:3份、钛酸钙:3份、钛酸铋:3份、钛酸镁:3份、二氧化硅:4份、二氧化锆:4份。
[°°55] 本申请中绝缘层经过测试，其主要参数如下:恪体流动质量速率:彡1.8g/10min;密度(1.06g/cm3;拉伸强度彡2IMPa;断裂拉伸应变彡550% ；耐环境应力开裂Fo/h彡130h;介电强度彡75kV/mm ；体积电阻率彡5 X 11W Ω.ι?;介电强度εΓ<2.8。
[0056]最优配方经过测试，其主要参数如下:熔体流动质量速率:1.5g/10min;密度<1.01g/cm3;拉伸强度:25MPa;断裂拉伸应变:580%;耐环境应力开裂Fo/h: 160h;介电强度:82kV/mm;体积电阻率:5.9X 115Pv/Ω.m;介电强度￡^2.6。
[0057]上述参数确保了其具有优良的绝缘性能及挤塑加工性能，使本发明的电缆能够传输500?1000KV的电力。
[0058]本发明的电缆制造方法简单、易掌握，采用电缆生产厂商常用的生产设备即可以生产，因此，设备投入少，更加经济实用，使设备利用率更高。
[0059]因此，本发明具有以下主要有益效果:电缆机械性能冗余量更合适、资源更节约、更耐磨性能、更能防渗水、更能防海水、屏蔽性能更好、更能传输高电压。
[0060]本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.海底高压电缆，其特征在于它是由从内到外依次设置的导电单元、金属屏蔽层、阻水层、内护套、铠装层、外护套、外护套保护层构成;所述导电单元是由导体、挤塑包覆在导体外的绝缘层、位于绝缘层之外的绝缘屏蔽层、挤塑包覆在绝缘屏蔽层之外的导体护层构成的，在任一横截面上，导体的圆心与绝缘层的圆心相重合，且绝缘层的直径是导体直径的1.5?5倍且绝缘层厚度最小值为1.5mm;所述铠装层由填充绳、加强件构成，加强件由加强构件、包覆在加强构件之外的塑料垫层构成，填充绳以三根为一组构成填充绳组，加强件以三根为一组构成加强件组，填充绳组与加强件组交替分布在内护套外部，填充绳组与加强件组都是紧贴内护套的；所述外护套保护层的材料为聚酰胺;所述绝缘层的材料是按重量份计，由以下原材料构成的:高密度聚乙稀:70?85份、乙稀-醋酸乙稀酯共聚物:10?20份、乙烯-四氟乙烯共聚物:8?16份、氢氧化镁:10?15份、抗氧剂1010: 3?5份、钛酸锶:2?4份、钛酸妈:2?4份、钛酸祕:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份；所述金属屏蔽层的材料是铜带，是以螺旋绕包的方式包覆在导电单元外部的。
【文档编号】H01B7/17GK105957589SQ201610398242
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年9月15日
【发明人】不公告发明人
【申请人】周杰