[发明专利]一种柔性光纤复合海底电缆及其制备方法

说明书

一种柔性光纤复合海底电缆，包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋，以及位于外层的聚氨酯填充层、内护层、芳纶编织层和聚氨酯外护层，芳纶加强筋设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体、丁腈‑PVC复合物绝缘层和铜丝编织屏蔽层，第五类无氧铜软导体是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，通信光缆内部设置有十二芯光纤，所述的十二芯光纤的外层依次设置不锈钢管、PE护套和聚氨酯护层，所述的内护层与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层，具有防水性能好、重量轻、尺寸小、高抗拉强度高、柔软性能优良、抗蠕变性能优异等特点。

技术领域

本发明涉及直流电缆技术领域，具体地说就是一种柔性光纤复合海底电缆及其制备方法。

背景技术

随着国家发展海洋战略的深入实施，对海洋缆的需求日趋多样化，现有的常规结构海缆无法满足海上潮汐能、波浪能发电装置及其他海洋环境下柔性直流电力传输的需求。现有海缆主要存在以下缺点：（1）通常采用铅护套和钢丝铠装结构，该种结构的钢丝和铅护套易在长时间动荡环境中出现疲劳效应而发生断裂，不适用于潮汐和波浪等动态的海洋环境中；（2）现有海缆的安全弯曲半径为15或25倍缆芯直径，而在潮汐能发电或波浪能发电过程中，要求海缆弯曲半径在8倍缆芯直径乃至更小范围内，以满足海缆在发电过程中不会因过度弯曲而导致线路中断；（3）现有海缆因加入金属铅护套的设计结构，重量较重。而潮汐能和波浪能发电为获取更多的动能，要求在发电过程中减少对发电装置的拖拽影响，故金属铅套结构的海缆不适用于波浪能发电系统；（4）为了现有海缆的提高抗拉强度，通常采用单层或多层粗圆钢丝铠装结构，这不仅增加了成本，更重要的是增加了产品的重量及尺寸，给海底电缆敷设和维护带来困难和不便。

发明内容

针对于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种柔性光纤复合海底电缆及其制备方法，该电缆产品具有防水性能好、重量轻、尺寸小、高抗拉强度高、柔软性能优良、抗蠕变性能优异等特点，适用于为波浪能、潮汐发电及其他波动或震动较大较频繁海洋环境中，能够为作业装备提供稳定可靠的电力传输及通讯。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种柔性光纤复合海底电缆，包括位于中间的四根电力缆芯、一根通信光缆和一根芳纶加强筋，以及位于外层的聚氨酯填充层、内护层、芳纶编织层和聚氨酯外护层，所述的芳纶加强筋设置在四根所述的电力缆芯和一根通信光缆组成的环形圆的中心位置，所述的电力缆芯由内向外依次包括第五类无氧铜软导体、丁腈-PVC复合物绝缘层和铜丝编织屏蔽层，所述的第五类无氧铜软导体是由多根镀锡退火软铜丝绞合而成，所述的通信光缆内部设置有十二芯光纤，所述的十二芯光纤的外层依次设置不锈钢管、PE护套和聚氨酯护层，所述的内护层与电力缆芯和通信光缆之间设置聚氨酯填充层，所述的聚氨酯填充层的外层设置芳纶编织层，所述的芳纶编织层外层设置聚氨酯外护层。

作为优化，所述的芳纶加强筋材质为Kevlar29或芳纶141，芳纶加强筋经过束合后再进行绞合而成。

作为优化，所述的丁腈-PVC复合物绝缘层材质为聚氯乙烯丁腈复合物。

作为优化，所述的十二光纤之间设置有阻水作用的阻水油膏。

作为优化，所述的聚氨酯护层上设置有对称分布的两条钢丝。

一种柔性光纤复合海底电缆的制备方法，包括以下步骤：采用束绞机将28根0.4mm的细圆无氧铜丝束绞成2.57mm股线，再将7根股线通过框绞机以1+6的结构绞合成外径7.7mm的圆导体；

选用挤出机采用挤压式模具对7.7mm的圆导体挤制2.2mm的丁腈-PVC复合物绝缘，得到12.1mm的4根绝缘线芯；

在绝缘缆芯外，使用编织机编织铜丝编织屏蔽层，铜丝编织屏蔽层采用160根0.2mm的铜丝进行编织，编织密度为57.6%，编织后外径为12.9mm，得电力缆芯；