一种深潜耐压防水电缆的制作方法
【专利摘要】一种深潜耐压防水电缆，包括柔性缆芯、绝缘线芯、内护套层、编织加强层和外护套层；绝缘线芯不少于四根，环绕柔性缆芯均布，绞合成一股而将柔性缆芯包围在内；内护套层填充并粘连在绝缘线芯外部；编织加强层间隙绕包在内护套层外部，外护套层包覆在编织加强层的外部。本实用新型优点在于，电缆整体结构紧凑，性能稳定。电缆形成整体式结构，在电缆承受深海海水压力、电缆自身拉力及外来的拉力时，可将力均匀分散，有效减少外护套层因受力破损，有效防止护套层的 “蛇皮”现象。
【专利说明】
-种深潜耐压防水电缆
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种电缆结构，特别是一种深潜耐压防水电缆。
【背景技术】
[0002] 海洋工作平台移动用的深潜防水电缆放置在深海，要承受极大的水压，其工作状 态下还有一定的幅度的摇摆，因此其对抗水压、耐腐蚀、抗拉伸、抗弯曲及抗疲劳性能要求 较高。
[0003] 目前，现有的防水电缆的耐水压、耐腐蚀、抗拉伸、抗弯曲及抗疲劳性能在深海中 使用时都不理想，在承受海水压力较大、海水腐蚀及电缆因自重在海水中发生摇摆时，易发 生深水压力过大而破裂及因海水腐蚀护套层而破裂，同时存在因电缆摇摆比较频繁、幅度 较大而发生断忍的现象。现有的防水电缆一般使用在浅水、淡水中使用，在深海中使用时寿 命很短，不能满足海洋平台设备在海况恶劣环境下的使用需要。
[0004] 现有的防水电缆的结构如图3所示，包括由四根绝缘线忍6绞合而成的缆忍、包裹 在缆忍外的隔离层7、包裹在隔离层7外的护套层8及填充在隔离层7与缆忍之间的填充材料 9。
[0005] 现有的防水电缆存在W下不足之处：
[0006] 1、从成本、效率及工艺性能考虑，填充材料通常采用阻水绳。但阻水绳在防水电缆 挤包护套层时，不能与绝缘线忍紧密结合。并且阻水绳具有吸水膨胀的特性，在深海较大压 力的条件下，阻水绳吸水膨胀容易将护套层顶破。
[0007] 2、绝缘线忍受外力时，几根绝缘线忍都是单独承受外力，在承受同样大小的外力 情况下，小截面绝缘线忍及稍有缺陷的绝缘线忍容易发生断忍、起鼓等不良现象。
[000引3、隔离层采用总体重叠绕包方式，该绕包方式在挤包护套层时，绝缘线忍与护套 层是完全隔离状态，护套层不与绝缘线忍粘连，在护套层受到外力时，不能将外力均分给绝 缘线忍，隔离层及护套层要单独承受。
[0009] 4、电缆在受到较大的外力拉伸、扭转及频繁移动弯曲时，绝缘线忍、隔离层及护套 层都是是单独承受外力，不能形成一个整体型的结构一起承受应力破坏，容易产生绝缘线 忍断裂及护套层"蛇皮"的现象。
【发明内容】
[0010] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种深潜耐压防水电缆。它解 决了现有的防水电缆在受到较大的外力拉伸、扭转及频繁移动弯曲时，绝缘线忍、隔离层及 护套层单独承受外力，容易破裂的问题。
[0011] 本实用新型的技术方案是:一种深潜耐压防水电缆，包括柔性缆忍、绝缘线忍、内 护套层、编织加强层和外护套层;绝缘线忍不少于四根，环绕柔性缆忍均布，绞合成一股而 将柔性缆忍包围在内；内护套层填充并粘连在绝缘线忍外部;编织加强层间隙绕包在内护 套层外部，外护套层重叠绕包在编织加强层的外部。
[0012] 本实用新型进一步的技术方案是:柔性缆忍由芳绝绳和挤包在芳绝绳外的柔性粘 连层组成。
[0013] 本实用新型进一步的技术方案是:绝缘线忍由导体、包裹在导体外的内隔离层、包 裹在内隔离层外的绝缘层和包裹在绝缘层外的外隔离层组成。
[0014] 本实用新型再进一步的技术方案是:绝缘线忍的外隔离层和内隔离层均由耐高溫 非吸湿性带组成，外隔离层采用重叠绕包的方式包裹在导线的绝缘层外，重叠率为20%~ 50%，内隔离层采用重叠绕包的方式将导体完全包裹在内。
[0015] 本实用新型进一步的技术方案是:编织加强层由纤维绳或金属丝编织组成，其编 织密度为30%~60%。
[0016] 本实用新型再进一步的技术方案是：导线的线忍由多根退火软铜丝绞合而成，每 股退火软铜丝的节径比为13~16倍。
[0017] 本实用新型的技术方案是:上述深潜耐压防水电缆的制备方法，包括如下步骤：
[0018] SOl，制备绝缘线忍和柔性缆忍W备用；
[0019] 本步骤中，绝缘线忍的制备步骤如下：
[0020] A、无氧铜杆检验合格后根据工艺要求拉制成铜丝并退火，再根据工艺要求绞合成 导体；
[0021] B、在导体外绕包内隔离层，内隔离层采用重叠绕包的方式将线忍完全包裹在内， W防止绝缘层渗入到导体的绞合缝隙处；
[0022] C、将绝缘层挤包在内隔离层外，保证绝缘层与内隔离层的同屯、度含90%;
[0023] D、将C步骤所得的绝缘线忍半成品，在室溫及最高额定溫度下测量绝缘电阻常数 Ki,室溫下的绝缘电阻常数Ki不小于3670MQ .km，最高额定溫度下的绝缘电阻常数Ki不小于 3.67MQ .km；
[0024] E、将D步骤测量合格的绝缘线忍半成品进行浸水交流电容增容试验，其目的一是 核对电缆的电容电流，二是检查电缆绝缘质量及绝缘厚度是否符合技术要求;试验结果要 求:第14天与第1天的电容增容不大于15%，且第14天与第7天的电容增容不大于5%;
[0025] F、将E步骤试验合格的绝缘线忍半成品进行4h高压耐压试验，其目的是鉴定电缆 绝缘层绝缘强度;试验条件:施加的工频电压为3倍Uo,持续时间4h;实验结果要求:试验过 程中绝缘层不发生击穿；
[0026] G、将F步骤试验合格的绝缘线忍半成品采用重叠绕包的方式在绝缘层外绕包外隔 离层，重叠率为20%~50%，保证无漏包、起皱和鼓包现象；
[0027] 本步骤中，柔性缆忍的制备方法如下：
[0028] A、在芳绝绳外挤包柔性粘连层即得到柔性缆忍，柔性粘连层为未硫化型材料；
[0029] S02、绝缘线忍与柔性缆忍绞合成缆，柔性缆忍在成缆过程中变形，将绝缘线忍合 围形成的封闭圈内的空隙完全填充，成缆的绝缘线忍节径比不大于10倍，保证节距稳定，无 跳股和断忍现象；
[0030] S03,通过挤橡机将内护套层挤出，包裹在绝缘线忍外，保证内护套层与柔性缆忍 的同屯、度>90%;
[0031] S04、将S03步骤所得的电缆半成品进行内护套层吸水性能试验，其目的是确保电 缆的绝缘层电性能和物理机械性能不受影响;试验结果要求：内护套层在30个大气压、室溫 水中浸泡24h，重量增量不大于1.6mg/cm3;
[0032] S05,选取S04步骤试验合格的电缆半成品，将编织加强层绕包在内护套层外，编织 密度为30%~60%，保证编织丝不出现整固连接；
[0033] S06，将外护套层挤包在编织加强层和内护套层外，保证外护套层与内护套层相互 粘连无间隙；之后进行外护套层吸水性能试验;试验结果要求:外护套层在30大气压、室溫 水中浸泡2地，重量增量不大于1.6mg/cm3;试验合格的成品即是深潜耐压防水电缆。
[0034] 本实用新型进一步的技术方案是:在S02中，柔性缆忍成缆时，根据绝缘线忍截面 大小增加防线盘的拉力，拉力大小为正常拉力的1.2~1.4倍，增大收线拉力1.2~1.4倍，W 使柔性缆忍在成缆过程中现行变形，将绝缘线忍合围形成的封闭圈内的空隙完全填充。
[0035] 本实用新型再进一步的技术方案是:在S04中，在挤包内护套层时，须选用模套的 孔径为:D=Dt+2t X k，其中Dt-成缆后缆忍外径、t-外护套层厚度、k-校正系数，取值80%~ 85%;模间距离L为(0.5~1.0)Xt。
[0036] 本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
[0037] 1、柔性缆忍被绝缘线忍包围在内，位于电缆的中屯、位置，保证了电缆的抗扭转、抗 拉伸性能，电缆处于抗扭转应力高的频繁绕线和退绕，拖拽状态及拉力消除后，不会发生外 观及内部结构变形和绝缘线忍的导体断裂现象。
[0038] 2、柔性缆忍由芳绝绳和包裹在芳绝绳外的柔性粘连层组成，与绝缘线忍相互粘 连，可防止电缆在弯曲半径较小，收放线频率较低的情况下柔性缆忍与绝缘线忍相对滑动， 进而防止绝缘线忍的导体断裂。当电缆承受较大外力及电缆频繁往复摆动的情况下，可保 证绝缘线忍整体受力，避免因受力不均造成个别绝缘线忍的导体断裂现象。
[0039] 3、绝缘线忍的外隔离层由耐高溫非吸湿性带组成，外隔离层采用分相重叠绕包的 方式将导体包围在内，形成内护套层与导体的隔离。内护套层将绝缘线忍外部的间隙完全 填满，构成无缝隙的结构，W取代现有电缆中绝缘线忍外部的填充材料，该结构有效提高电 缆的整体稳定性能，有效避免了电缆在在深海较大压力的条件下，因阻水绳吸水膨胀将护 套层顶破的现象。
[0040] 4、绝缘线忍的外隔离层与内护套层相互粘连，编织加强层间隙绕包在内护套层外 部，外护套层重叠绕包在编织加强层的外部，则外护套层与内护套层也可部分相互粘连。电 缆整体结构紧凑，性能稳定。该结构可使电缆形成整体式结构，在电缆承受深海海水压力、 电缆自身拉力及外来的拉力时，可将力均匀分散，有效减少外护套层因受力破损，有效防止 护套层的"蛇皮"现象。
[0041] W下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。
【附图说明】
[0042] 图1为本实用新型深潜耐压防水电缆的结构示意图；
[0043] 图2为图1的A-A剖视图；
[0044] 图3为现有的防水电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045] 实施例1:
[0046] 如图1、2所示:一种深潜耐压防水电缆，包括柔性缆忍1、绝缘线忍2、内护套层3、编 织加强层4和外护套层5。绝缘线忍2不少于四根，环绕柔性缆忍1均布，绞合成一股而将柔性 缆忍1包围在内；内护套层3填充并粘连在绝缘线忍2外部;编织加强层4间隙绕包在内护套 层3外部，外护套层5重叠绕包在编织加强层4的外部。
[0047] 柔性缆忍1由芳绝绳11和挤包在芳绝绳11外的柔性粘连层12组成。柔性粘连层72 的材质为娃橡胶。
[004引绝缘线忍2由导体21、包裹在导体21外的内隔离层22、包裹在内隔离层22外的绝缘 层23和包裹在绝缘层23外的外隔离层24组成。
[0049] 绝缘线忍2的外隔离层24和内隔离层22均由耐高溫非吸湿性带组成，外隔离层24 采用重叠绕包的方式包裹在绝缘线忍2的绝缘层23外，重叠率为20%~50%，内隔离层22采用 重叠绕包的方式将导体21完全包裹在内。绝缘线忍2的导体21由多根退火软铜丝绞合而成， 每股退火软铜丝的节径比为13~16倍。
[0050] 编织加强层4由纤维绳或金属丝编织组成，其编织密度为30%~60%。
[0化1]实施例2:
[0052] 本实施例与实施例1相比，区别在于，内护套层3与外护套层5的材料配方如下：氯 化聚乙締橡胶100份，乙締-下締共聚物15份，乙締-醋酸乙締脂橡胶EVA3份，氧化儀10份，巧 锋稳定剂3份，防老剂2份，硬脂酸0.8份，立氧化二錬9份，半精炼石蜡2.5份，色素炭黑22份， 沉淀法白炭黑27份，活性纳米高岭±50份，阻燃剂18份，滑石粉19份，癸二酸二辛醋D0S18 份，助交联剂6份，过氧化物交联剂5份。
[0053] 防老剂包括防老剂RDl. 0份和防老剂MBl. 0份。
[0054] 该配方带来的有益效果如下：在炼制过程中，将氯化聚乙締橡胶、乙締-下締共聚 物和乙締-醋酸乙締醋橡胶EVA-起加入密炼机混炼，使S者充分和混合。乙締-下締共聚物 分散到氯化聚乙締橡胶里面，降低了氯化聚乙締橡胶的玻璃化溫度，改善了材料的低溫性 能。
[0055] 配方中采用的乙締-下締共聚物是作为氯化聚乙締橡胶的低溫改善材料，由于乙 締-下締共聚物分子量分布较宽，杂链较少，玻璃化溫度为-7〇°C，其改善氯化聚乙締橡胶的 低溫性能的效果更好，可有效提高成品电缆的低溫拉伸性能和低溫曲晓性能。
[0056] 配方中采用的增塑剂是癸二酸二辛醋DOS,其烙点溫度为-55°C，故在-50°C时仍具 有良好的流动特性，低挥发的性能使氯化聚乙締橡胶具有较低的硬度，成品电缆具有优良 的低溫柔初性能和良好的物理机械性能。
[0057] 本实用新型技术效果的说明：
[0058] 现有防水电缆与采用本实用新型生产的深潜耐压防水电缆在同一规格、相同条件 下，进行电缆深海压力试验及摇摆试验对比，结果如表1、2所示。
[0059] 成品电缆抗深海压力试验，是根据其运行的特点，经过客户使用后反复验证，依照 本企业制定的抗深海压力电缆拉伸试验。深潜耐压防水电缆的两组典型对比抗深海压力试 验结果见表1。
[0060] 表1电缆深海压力试验
[0061]
[0062] 成品电缆摇摆试验是根据电缆要一定的海水水压的条件，进行反复摇摆式往返的 过程，电缆的摇摆耐压试验的典型对比数据见表2。
[0063] 表2电缆摇摆耐压试验
[0064]
。
【主权项】
1. 一种深潜耐压防水电缆，其特征是:包括柔性缆芯（1)、绝缘线芯（2)、内护套层(3)、 编织加强层(4)和外护套层(5);绝缘线芯(2)不少于四根，环绕柔性缆芯（1)均布，绞合成一 股而将柔性缆芯（1)包围在内；内护套层(3)填充并粘连在绝缘线芯（2)外部;编织加强层 (4)间隙绕包在内护套层(3)外部，外护套层(5)重叠绕包在编织加强层(4)的外部。2. 如权利要求1所述的一种深潜耐压防水电缆，其特征是:柔性缆芯（1)由芳纶绳（11) 和挤包在芳纶绳（11)外的柔性粘连层（12)组成。3. 如权利要求2所述的一种深潜耐压防水电缆，其特征是:绝缘线芯(2)由导体(21)、包 裹在导体(21)外的内隔离层（22)、包裹在内隔离层(22)外的绝缘层（23)和包裹在绝缘层 (23) 外的外隔离层(24)组成。4. 如权利要求3所述的一种深潜耐压防水电缆，其特征是：绝缘线芯（2)的外隔离层 (24) 和内隔离层(22)均由耐高温非吸湿性带组成，外隔离层(24)采用重叠绕包的方式包裹 在绝缘线芯（2)的绝缘层(23)外，重叠率为20%~50%，内隔离层(22)采用重叠绕包的方式将 导体(21)完全包裹在内。5. 如权利要求1~4中任一项所述的一种深潜耐压防水电缆，其特征是:编织加强层(4) 由纤维绳或金属丝编织组成，其编织密度为30%~60%。6. 如权利要求3或4所述的一种深潜耐压防水电缆，其特征是:绝缘线芯(2)的导体(21) 由多根退火软铜丝绞合而成，每股退火软铜丝的节径比为13~16倍。
【文档编号】H01B7/14GK205609251SQ201620269207
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】陈乾坤, 王福珊, 何厚廷, 王晓荣, 刘杨, 冯春香
【申请人】长沙恒飞电缆有限公司