海底高压电缆及其制造方法
【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220KV。
[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(I)、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)，其特征在于: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)，其特征在于: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，其特征在于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、钛酸银:2?4份、钛酸韩:2?4份、钛酸秘:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化锆:3?5份。
[0010]本发明的第二实施实例中，海底高压电缆，其特征在于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、钛酸银:2?4份、钛酸I丐:2?4份、钛酸秘:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错:3?5份。
[0011]本发明的第三实施实例中，海底高压电缆，其特征在于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。
[0012]本发明的第四实施实例中，海底高压电缆，其特征在于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、钛酸锶:2?4份、钛酸韩:2?4份、钛酸秘:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化锆: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、钛酸锶:2?4份、钛酸钙:2?4份、钛酸秘:2?4份、钛酸镁:2?4份、二氧化娃:3?5份、二氧化错: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