一种提升分支器应用水深的海底光缆系统的制作方法

1.本发明涉及海底光缆系统领域，特别是涉及一种提升分支器应用水深的海底光缆系统。


背景技术：

2.海底光缆系统主要应用于跨洋通信、海洋资源开发、海防建设等领域，意义重大。海底光缆系统一般由岸基干端设备和水下湿端设备组成，干端设备主要包括slte岸基传输、pfe远端供电以及slm海底光缆系统监控，湿端设备主要包括sofc海底光缆、rpt水下中继器、bu水下分支器、oeq光功率均衡器以及jb接头盒。其中，水下分支器主要用于三段海底光缆之间光电的合并与分拆，以实现海底光缆系统灵活登陆多个岸基站点，并进行海底设备与端站设备的切换管理。
3.目前，水下分支器通常集成于深海海底光缆系统中，如图1所示，分支器13的三条腿（一条主干腿和两条分支腿）分别连接一段sa海缆10作为尾缆，sa海缆作的长度一般为60米至100米，然后通过接头盒11连接lw海缆12，lw海缆为深海海底光缆系统的适用缆型，其长度主要由系统长度决定，长度可达到几千公里。
4.海底光缆系统要求能在应用水深条件下布放、运营和回收。实际回收操作时，海底光缆系统水下分支器一般通过主干腿进行回收，需将分支器及两条分支腿回收到施工船上进行维护，缺陷主要在于：受限于lw缆型的ntts力值，水下分支器的可回收水深一般不超过4000米，随着海底光缆系统应用领域的不断拓展，迫切需要其能够应用于全水深，全球很多海域的水深超过了4000米，水下分支器的应用水深成为海底光缆系统应用水深的瓶颈。
5.为了提升分支器的可回收水深，现有的一种方案是在回收时切断一条分支腿，释放该条分支海缆的全部水重，但此种方案操作繁复，可靠性低，甚至危及整个海底光缆系统的性能。


技术实现要素：

6.本发明主要解决的技术问题是提供一种提升分支器应用水深的海底光缆系统，提升分支器的应用水深，确保海底光缆系统的可靠性。
7.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提升分支器应用水深的海底光缆系统，包括：水下分支器、主干海缆、分支海缆、分支器回收加强缆、第一接头盒、第二接头盒和第三接头盒，所述第一接头盒设置在主干海缆前端与分支器回收加强缆尾端之间，所述水下分支器的主干端设置有第一尾缆，所述第二接头盒设置在分支器回收加强缆前端与第一尾缆的尾端之间，所述水下分支器的分支端分别设置有第二尾缆，所述第三接头盒分别连接在第二尾缆的前端与对应的分支海缆尾端之间。
8.在本发明一个较佳实施例中，所述分支器回收加强缆的长度不小于水下分支器应用水深的5倍。
9.在本发明一个较佳实施例中，所述分支器回收加强缆包括缆芯、轻质绞合层、绕包
层和护套层，所述轻质绞合层包括镀锌钢丝与填充条，所述填充条设置在相邻的镀锌钢丝之间并随镀锌钢丝绞合在缆芯外侧，所述绕包层绕包在轻质绞合层的外侧，所述护套层设置在绕包层的外侧。
10.在本发明一个较佳实施例中，所述填充条包括高强度磷化钢丝及挤制在高强度磷化钢丝外侧的低密度聚乙烯层。
11.在本发明一个较佳实施例中，所述填充条的直径与镀锌钢丝的直径相对应，在本发明一个较佳实施例中，相邻两根镀锌钢丝之间设置有多根填充条。
12.在本发明一个较佳实施例中，所述绕包层采用高强度聚酯带螺旋绕包在轻质绞合层的外侧，所述护套层采用高密度聚乙烯护套。
13.在本发明一个较佳实施例中，所述缆芯、分支海缆及主干海缆分别采用lw海缆。
14.在本发明一个较佳实施例中，所述第一尾缆和第二尾缆分别采用sa海缆。
15.本发明的有益效果是：本发明指出的一种提升分支器应用水深的海底光缆系统，特别设计了分支器回收加强缆，加装在主干海缆与第一尾缆之间，利用分支器回收加强缆的高ntts力值、低水重特性，实现水下分支器超过7000米水深的应用及可回收，而且不降低系统的可靠性，操作简单，使用的风险、生产及运维的成本可控性好。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是背景技术中现有分支器集成于深海海底光缆系统的示意图；图2是本发明一种提升分支器应用水深的海底光缆系统一较佳实施例的结构示意图；图3是图2中分支器回收加强缆的截面视图；图4是采用图1所示现有分支器集成于深海海底光缆系统的分支器最大可回收水深评估；图5是本发明一种提升分支器应用水深的海底光缆系统水下分支器的最大可回收水深评估；图6是本发明一种提升分支器应用水深的海底光缆系统通过主干海缆对分支器回收加强缆进行的最大可回收水深评估。
具体实施方式
17.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1~图6，本发明实施例包括：改变水下分支器集成于海底光缆系统中的方式，设计一种如图2所示的提升分支
器应用水深的海底光缆系统，包括：水下分支器5、主干海缆1、分支海缆8、分支器回收加强缆3、第一接头盒2、第二接头盒9和第三接头盒7，第一接头盒2设置在主干海缆1前端与分支器回收加强缆3尾端之间，水下分支器5的主干端设置有第一尾缆4，第二接头盒9设置在分支器回收加强缆3前端与第一尾缆4的尾端之间，特别增加了分支器回收加强缆3，利用分支器回收加强缆3的高ntts力值、低水重特性，实现水下分支器超过7000米水深的应用及可回收。
19.分支器回收加强缆3的长度不小于水下分支器5应用水深的5倍，针对7000米水深应用，分支器回收加强缆3的长度应为35km左右。分支器回收加强缆3应具有足够的ntts力值实现将水下分支器5和两条分支海缆8从7000米水深条件下回收，同时还不能太重，必须满足主干海缆1可将其布放及回收于7000米水深。
20.如图3所示，设计一段用于水下分支器5的分支器回收加强缆3，在本实施例中，分支器回收加强缆3包括缆芯31、轻质绞合层、绕包层33和护套层32，缆芯31可以采用lw海缆，在lw海缆的基础上进行结构的加强。实际生产时，分支器回收加强缆3仅需在lw海缆外进行绞合和挤塑两道工序即可制成，工艺简单，成本可控。
21.轻质绞合层包括镀锌钢丝34与填充条35，填充条35设置在相邻的镀锌钢丝34之间并随镀锌钢丝34绞合在缆芯31的外侧，镀锌钢丝34的目的是提升整体缆型力值，镀锌钢丝34的尺寸、根数、强度等级可根据分支器最大回收力值进行设计。在本实施例中，填充条35包括高强度磷化钢丝及挤制在高强度磷化钢丝外侧的低密度聚乙烯层，低密度聚乙烯层使得填充条35的直径与镀锌钢丝34的直径相对应，有利于代替不必要的镀锌钢丝，降低缆型整体水重，高强度磷化钢丝的作用是为了避免填充条35在放线绞合过程中产生较大变形。
22.如图3所示，在本实施例中，相邻两根镀锌钢丝34之间设置有3根填充条35，可以进一步降低缆型整体水重。
23.绕包层33绕包在轻质绞合层的外侧，在本实施例中，绕包层33采用高强度聚酯带螺旋绕包在轻质绞合层的外侧，保持轻质绞合层的绞合结构稳定不松散，便于进行下一道工序。
24.护套层32设置在绕包层33的外侧，在本实施例中，护套层32采用高密度聚乙烯护套，提升缆型的耐磨损性能，并有一定的阻水作用，防止镀锌钢丝在深海腐蚀。
25.水下分支器5的分支端分别设置有第二尾缆6，第三接头盒7分别连接在第二尾缆6的前端与对应的分支海缆8尾端之间，在本实施例中，分支海缆8及主干海缆1分别采用lw海缆，第一尾缆4和第二尾缆6分别采用sa海缆，满足系统的组建。
26.以图1中现有分支器集成于深海海底光缆系统为例，结合本发明进行案例说明：图1中，某海底光缆系统应用缆型为hlw，其主要参数如表1所示，应用水下分支器为hbu，其主要参数如表2所示：表1缆型外径[mm]空重[kg/m]水重[kg/m]抗拉刚度[mn]ntts[kn]hlw21.00.9210.56612100表2分支器空重[kg]水重[kg/m]刚直长度[m]最大外径[mm]hbu8806101.75390
采用此现有技术评估系统最大可回收水深如图4所示，由图4可知，在恶劣海况条件下，0.5knot回收速度，75deg回收角度，hbu最大可回收水深为3857米。
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本发明设计的分支器回收加强缆3helw，其主要参数如表3所示，由表3可知其设计ntts力值达到了160kn，相比于lw缆芯ntts力值100kn有了明显提升。
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表3项目单位值缆芯/hlw镀锌钢丝外径mm3.0镀锌钢丝强度等级mpa1800镀锌钢丝根数根6填充条外径mm3.0填充条根数根18整体外径mm33.40空重kg/m1.658水重kg/m0.760nttskn160抗拉刚度mn19采用本发明的技术方案评估系统最大可回收水深如图5和图6所示，由图5可知，通过helw在恶劣海况下，以0.5knot回收速度75deg回收角度可将分支器hbu及两条分支缆hlw于7365米水深回收，由图6可知，hlw在恶劣海况下，以0.5knot回收速度75deg回收角度可将helw于7521米水深回收，综合评估可知采用本发明的技术方案，hbu的最大可应用水深超过了7000米。既能通过分支器回收加强缆3将水下分支器5和两条分支海缆8从7000米水深条件下回收，还能利用主干海缆1可将分支器回收加强缆3布放及回收于7000米水深。
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综上，本发明指出的一种提升分支器应用水深的海底光缆系统，提升了海底光缆系统中分支器的应用水深，而且生产和施工便利，成本可控，适用范围广泛。
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以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。