一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆及其制备方法与流程

本发明涉及海上电缆，尤其是一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆及其制备方法。

背景技术：

1、海上光伏、风电相较陆上光伏，具有天然的环境优势，水面开阔没有遮挡物，风力资源丰富，日照较长且利用充分，可显著提升发电量，海上风电、光伏发电量较陆地光伏高5％-10％。

2、目前随着大环境的变化，提出海上风电、光伏互补方案，通过共用箱变、集电线路、升压变及送出线路、锚固，或提供运维船停靠码头来降低造价、提高收益。海上风光系统用的机械接口、电气接口、软件通讯接口等现阶段连接采用的单功能线缆成本依旧比较高、且外径大，需多次施工经济效用差。

3、因此需要设计一种拉力满足海上风浪及自身使用要求，可以达到自动调节修复姿态、自动对线缆状态进行检测、同时满足功能信号传输、控制信号、提供大容量数据及设备用电，实现海上风电、光伏系统机械、电气、软件的接口互通和相近设备共用，且具有较高的实用性和工程经济性的海上风光系统用复合缆电缆。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：市面上的海上风光系统用的机械接口、电气接口、软件通讯接口等现阶段连接采用的单功能线缆成本依旧比较高、且外径大，需多次施工经济效用差。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，包括主缆体，主缆体包括控制单元、功能信号单元、光电复合单元、阻水层、内衬层、撑拉层、外被层和弹性复位伸缩监测单元；

3、光电复合单元包括动力线芯和光传输单元；

4、控制单元和功能信号单元均为由三根绝缘线芯组成的传送数据信号的缆芯；

5、弹性复位伸缩监测单元包括固定安装在控制单元、功能信号单元、光电复合单元之间的复数个主收纳框、固定在主收纳框内侧外壁上的副装配盒、通过弹性卷簧装配在主收纳框内部的收紧绳卷筒、缠绕在收紧绳卷筒外侧的拉绳、安装在副装配盒内部的电控风扇、固定在主收纳框侧向收放线口内部的内侧导线框、固定在内侧导线框上的温度传感器、湿度传感器、压力传感器和固定在主收纳框与副装配盒之间的电控阀；

6、主缆体内部位于主收纳框两侧均设置有与拉绳相配合的侧向拉伸管，副装配盒侧壁上安装有用于连通侧向拉伸管与副装配盒内部的侧向导流管。

7、动力线芯包括由内向外依次设置的导体、绝缘和金属屏蔽层；所述光传输单元由内向外依次设置的光纤、填充油膏、加强层、浮力层；两根分相屏蔽的动力线芯和所述光传输单元成缆挤包护套成为光电复合单元。

8、控制单元和功能信号单元均由三根绝缘线芯、绕包在绝缘线芯外侧的阻水带和护套构成，控制单元和功能信号单元结构一致。

9、主收纳框内侧面中部位置固定装配有外部安装弹性卷簧的内部装配轴，收紧绳卷筒通过装配端中部的安装盲孔套在内部装配轴上与弹性卷簧相连接。

10、内侧导线框通过螺栓固定安装在主收纳框的侧向收放线口内侧，内侧导线框侧壁上开设有侧置导向豁口。

11、主收纳框外侧面上开设有侧向装配槽，侧向装配槽内壁上固定有外螺纹限位杆，主收纳框外侧活动插接有与外螺纹限位杆相配合的内螺纹锁紧管，拉绳外侧顶端具有与外螺纹限位杆和内螺纹锁紧管相配合的顶部连接套头，拉绳顶端的顶部连接套头贯穿侧向拉伸管套在内螺纹锁紧管外侧与主收纳框相连接。

12、主收纳框与副装配盒装配端开设有用于安装电控阀的圆形导气口。

13、一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆的制备方法，包括以下步骤：

14、u1，制备绝缘线芯；

15、u2，制备控制单元和功能信号单元；

16、u3，制备动力线芯；

17、u4，制备光传输单元；

18、u5，制备光电复合单元；

19、u6，控制单元、功能信号单元和光电复合单元作为缆芯成缆，成缆节距控制30～40倍缆芯外径，填充采用阻水填充绳并绕包阻水带作为阻水层；

20、u7，在阻水层的外侧设置一层内衬层，内衬层的材料为高密度聚乙烯；

21、u8，内衬层外设置撑拉层，撑拉层采用凯夫拉编织结构；编织工艺设计32锭：16锭、每锭3根凯夫拉和16锭每锭4根凯夫拉；设计撑拉层拉断力不小于30kn；

22、u9，撑拉层外侧设置外被层，外被层材料为添加橘红色色素的高密度聚乙烯。

23、本发明的有益效果是：

24、(1)本发明的电缆包括控制单元、功能信号单元和光电复合单元，集功能信号传输、控制信号、提供大容量数据及设备用电一体化功能，实现海上风电、光伏系统机械、电气、软件的接口互通和相近设备共用，具有较高的实用性和工程经济性；

25、(2)本发明的电缆包括控制单元、功能信号单元和光电复合单元成缆为一体，只需要铺设一次复合缆便能满足海上风电、光伏系统所需的供电、控制和通信功能，施工效率更高；

26、(3)本发明控制单元、功能信号单元和光电复合单元作为缆芯成缆为电缆，共用阻水层、撑拉层和护套对比单功能缆，节省材料成本；

27、(4)本发明撑拉层采用凯夫拉材料，密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型，对比普通线缆铠装层采用钢丝，其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一；同等单功能线缆弯曲半径、重量减半更加柔软撑拉效果优异，保证海上风浪力和拉力；

28、(5)本发明的控制单元、功能信号单元和光电复合单元各个小单元采用阻水层加高密度聚乙烯、总体成缆阻水层加高密度聚乙烯双重径向、纵向防水结构，有效阻止水分进入适应环境需求；

29、(5)本发明光传输单元采用浮力层护套，用于降低光电复合单元单独使用在海水中自重保证光电复合单元在海水中平衡创造条件；

30、(6)本发明电缆的制备方法，外被层采用挤压式结构，增加外被层挤出压力，使凯夫拉受力空隙位置在温度和压力下两种护套材料结合处熔融黏连；保证内衬层、撑拉层、外被层结合黏连一起实现海水中拉力可靠稳定；

31、(7)本发明在控制单元、功能信号单元和光电复合单元之间设置有弹性复位伸缩监测单元，可以实施对线缆的运行状态进行检测，而且通过收紧绳卷筒外侧缠绕的拉绳可以对线缆的扭曲状态和姿态复位进行检测和控制，安全性大大提升；

32、(8)本发明通过采用与电控风扇相配合的温度传感器、湿度传感器，可以对线缆内部的温湿度进行检测，而且利用内循环设计，使其检测范围更广；

33、(9)通过在主收纳框与副装配盒之间设置电控阀，可以在线缆发生弯曲后对侧向拉伸管与侧向导流管内部充气膨胀，提升线缆的抗弯曲和复位效果。

技术特征：

1.一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，包括主缆体，其特征是：所述主缆体包括控制单元(1)、功能信号单元(2)、光电复合单元(3)、阻水层(4)、内衬层(5)、撑拉层(6)、外被层(7)和弹性复位伸缩监测单元(8)；

2.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述动力线芯(o)包括由内向外依次设置的导体(3-1)、绝缘(3-1)和金属屏蔽层(3-3)；所述光传输单元(3-4)由内向外依次设置的光纤(3-4-1)、填充油膏(3-4-2)、加强层(3-4-3)、浮力层(3-4-4)；所述两根分相屏蔽的动力线芯(o)和所述光传输单元(3-4)成缆挤包护套(3-6)成为光电复合单元(3)。

3.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述控制单元(1)和功能信号单元(2)均由三根绝缘线芯(q)、绕包在绝缘线芯(q)外侧的阻水带(2-3)和护套(2-4)构成，所述控制单元(1)和功能信号单元(2)结构一致。

4.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述主收纳框(81)内侧面中部位置固定装配有外部安装弹性卷簧(83)的内部装配轴(11)，所述收紧绳卷筒(84)通过装配端中部的安装盲孔套在内部装配轴(11)上与弹性卷簧(83)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述内侧导线框(87)通过螺栓固定安装在主收纳框(81)的侧向收放线口内侧，所述内侧导线框(87)侧壁上开设有侧置导向豁口。

6.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述主收纳框(81)外侧面上开设有侧向装配槽(12)，所述侧向装配槽(12)内壁上固定有外螺纹限位杆(13)，所述主收纳框(81)外侧活动插接有与外螺纹限位杆(13)相配合的内螺纹锁紧管(14)，所述拉绳(85)外侧顶端具有与外螺纹限位杆(13)和内螺纹锁紧管(14)相配合的顶部连接套头(15)，所述拉绳(85)顶端的顶部连接套头(15)贯穿侧向拉伸管(9)套在内螺纹锁紧管(14)外侧与主收纳框(81)相连接。

7.根据权利要求1所述的一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆，其特征是：所述主收纳框(81)与副装配盒(82)装配端开设有用于安装电控阀(91)的圆形导气口。

8.一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及海上电缆技术领域，尤其是一种海上风光系统用高抗拉光电复合缆及其制备方法，包括主缆体，主缆体包括控制单元、功能信号单元、光电复合单元、阻水层、内衬层、撑拉层、外被层和弹性复位伸缩监测单元。本发明的电缆包括控制单元、功能信号单元和光电复合单元，集功能信号传输、控制信号、提供大容量数据及设备用电一体化功能，实现海上风电、光伏系统机械、电气、软件的接口互通和相近设备共用，具有较高的实用性和工程经济性；电缆包括控制单元、功能信号单元和光电复合单元成缆为一体，只需要铺设一次复合缆便能满足海上风电、光伏系统所需的供电、控制和通信功能，施工效率更高。

技术研发人员：兰阳灿,徐静,刘学,陈东,王朋,唐楚天,江德华
受保护的技术使用者：远东海缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15