[发明专利]海底光缆奇数不等径钢丝复合铜管一体化拱形内铠结构

说明书

本发明涉及海底光缆奇数不等径钢丝复合铜管一体化拱形内铠结构，包括铜管，钢丝层由第一钢丝、第二钢丝、第三钢丝三种不同外径的钢丝绕不锈钢管轴线环形阵列分布并绞合而成，每种外径的钢丝数量为奇数，第一钢丝、第二钢丝、第三钢丝外径依次减小，第一钢丝设置于钢丝层内层，第二钢丝和第三钢丝设置于钢丝层外层且相互间隔排列，第一钢丝相邻之间彼此相切，第一钢丝与不锈钢管外壁之间存在间隙，钢丝层内层的外壁与钢丝层外层的内壁紧贴。本发明采用奇数根三种不等径钢丝绞合，复合铜管形成一体化式内铠结构，降低钢丝间隙，优化了载荷传递形式，并形成“拱形”结构，大幅提升了海底光缆的抗拉伸性能，抗冲击、压扁性能。

技术领域

本发明涉及海底光缆，特别涉及海底光缆奇数不等径钢丝复合铜管一体化拱形内铠结构。

背景技术

应用于深海的轻型海底光缆（LW），主要依靠内铠承受机械外力，包括海底光缆在制造、储存、运输、敷设、运行及维修回收时产生的拉伸、冲击、压扁、反复弯曲等载荷，同时内铠需对中心光单元起到最好的保护作用，保证海底光缆25年的高可靠传输性能。随着海底光缆应用水深不断加大，尤其是在跨太平洋海底光缆系统中，典型应用水深已达到8000米，极端应用水深超过10000米，有中继海底光缆在敷设和回收时，会在海缆上产生巨大的张力，对内铠的机械性能提出了极为苛刻的要求。传统海底光缆内铠采用等径钢丝绞合，阻水带绕包形式，海缆机械性能受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供海底光缆奇数不等径钢丝复合铜管一体化拱形内铠结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：海底光缆奇数不等径钢塑复合铜管一体化拱形内铠结构，其包括套在不锈钢管外的钢丝层和套在所述钢丝层外的铜管，所述钢丝层由第一钢丝、第二钢丝、第三钢丝三种不同外径的钢丝绕不锈钢管轴线环形阵列分布并绞合而成，每种外径的钢丝数量为奇数，所述第一钢丝、第二钢丝、第三钢丝外径依次减小，所述第一钢丝设置于所述钢丝层内层，所述第二钢丝和所述第三钢丝设置于所述钢丝层外层且相互间隔排列，第一钢丝相邻之间彼此相切，所有所述第一钢丝内侧相切的圆直径大于所述不锈钢管外径，即所述第一钢丝与所述不锈钢管外壁之间存在间隙，所述的钢丝层内层的外壁与钢丝层外层的内壁紧贴。

上述设计中采用奇数根三种不等径钢丝绞合，复合铜管形成一体化式内铠结构，使得缆线结实紧密，降低钢丝间隙，优化了载荷传递形式，并形成“拱形”结构，大幅提升了海底光缆的抗拉伸性能，抗冲击、压扁性能。

作为本设计的进一步改进，所述第一钢丝、第二钢丝以及第三钢丝均为高强度磷化钢丝，大幅提升海光缆抗拉伸性能。

作为本设计的进一步改进，所述铜管为三枪氩弧焊进行无缝焊接后拉拔而成的无缝铜管，所述铜管的内壁嵌入到第三钢丝和第二钢丝间隙中，形成钢丝层、铜管一体化的内铠结构。一体化结构，进一步降低钢丝间隙，使得结构结实、紧密，大幅提升了海底光缆的机械性能。

作为本设计的进一步改进，所述铜管为三枪氩弧焊无缝焊接一体拉拔式铜管。强度高，阻水性好。

本发明的有益效果是：本发明采用奇数根三种不等径钢丝绞合，复合铜管形成一体化式的内铠结构，降低钢丝间隙，优化了载荷传递形式，并形成“拱形”结构，大幅提升了海底光缆的抗拉伸性能，抗冲击、压扁性能。采用三种不等径钢丝绞合，相比于等径钢丝绞合结构，显著提高了钢丝体积占比，在同等缆承力件截面积的前提下，大幅提升了海缆抗拉伸性能，采用奇数根三种不等径钢丝绞合，从截面上看，总能保证第一钢丝在受侧压力力时，其对位总有两根第一钢丝承力，优化了冲击压扁载荷传递形式，提升了海缆抗冲击、压扁性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的横截面结构示意图。

在图中1.不锈钢管，2.铜管，3.第二钢丝，4.第三钢丝，5.第一钢丝。