[发明专利]一种高压动态海缆

说明书

一种高压动态海缆，包括有电单元、光单元、填充条、内护套、铠装层和外护套，电单元、光单元和填充条相互绞合构成海缆缆芯，海缆缆芯的外部包裹有内护套和外护套，铠装层设置在内护套和外护套之间，电单元包括有导体，导体的外部依次包裹有共挤结构层、阻水缓冲层、皱纹铜套和分相护套，皱纹铜套的外侧面沿其轴向轧制有多个环型或螺纹型的凹凸结构，阻水缓冲层和分相护套均与皱纹铜套上的凹凸结构接触并填充。本发明提供了极佳的径向阻水效果，保障了超洁净高压绝缘材料在深远海、高盐度、高水压环境下的正常使用，为未来浮式风场漂浮式升压站的可靠运行提供保障，保障了高压动态海缆的使用功能。

技术领域

本发明属于海缆技术领域，具体涉及一种高压动态海缆。

背景技术

随着风电机组逐渐走向远深海，浮式风电已成为海上风电的发展趋势。苏格兰、日本、法国等国外风电开发商及相关机构自2009年已有少数试验样机投运，近年来我国风电运营商和海缆制造企业也相继开展了动态海缆的基础研究。

浮式风场远距离输送电能，必将采用漂浮式升压站。由升压站输送的交流电压往往大于110kV，并且220kV成为首选。为满足长期剧烈动态疲劳载荷作用，动态海缆采用湿式结构，即其抗水树绝缘材料可以长期在水汽环境下运行。目前抗水树型绝缘材料普遍维持在72kV以下，当动态海缆采用110kV及以上电压等级时，绝缘材料已经成为设计瓶颈。根据公开资料，高压动态海缆尚属于技术空白。

静态海缆和陆缆采用超洁净绝缘料，并且采用铅套和铝套进行径向防水，形成干式设计，但是这些金属结构抗疲劳性能差，导电性能弱，不满足动态海缆设计要求。

在高压陆缆设计中，绝缘线芯往往采用挤出铅护套，纵包焊接铝护套等技术，最高电压等级可达到500kV。但是这些金属护套材料厚重，不适用于大水深环境，并且抗疲劳性能差。此外高压动态海缆成缆后，外径往往超过200mm，给铠装工艺和外护套挤出能力带来较大挑战。

综上所述，研究出一种能够用于深远海、高盐度和高水压环境下的高压动态电缆尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够用于深远海、高盐度和高水压环境下的高压动态海缆。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高压动态海缆，包括有电单元、光单元、填充条、内护套、铠装层和外护套，所述电单元、所述光单元和所述填充条相互绞合构成海缆缆芯，所述海缆缆芯的外部包裹有所述内护套和所述外护套，所述铠装层设置在所述内护套和所述外护套之间，其特征在于：所述电单元包括有导体，所述导体的外部依次包裹有共挤结构层、阻水缓冲层、皱纹铜套和分相护套，所述皱纹铜套的外侧面沿其轴向轧制有多个环型或螺纹型的凹凸结构，所述阻水缓冲层和所述分相护套均与所述皱纹铜套上的所述凹凸结构接触并填充。

作为优选的，所述皱纹铜套厚度为0.6～0.8mm、内径为70～150mm、节距为 8～18mm，所述凹凸结构的深度为3～8mm，当所述凹凸结构为螺纹型时，所述凹凸结构的螺旋升角为5°～60°。

作为优选的，所述皱纹铜套需要经过退火处理，所述皱纹铜套的材料包括但不限于铜及铜合金中的一种。

作为优选的，所述共挤结构层由导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层组成，所述共挤结构层的外部绕包有2层或4层的半导电阻水带或半导电缓冲阻水带以构成所述阻水缓冲层。

作为优选的，所述阻水缓冲层之间还设置有铜丝，所述铜丝环向疏绕在相邻的所述半导电阻水带或半导电缓冲阻水带之间，所述铜丝具有4～6根。

作为优选的，所述分相护套为挤压式分相护套且其厚度为3～8mm，所述挤压式分相护套的材料为半导电材料，包括但不限于聚乙烯和聚氨酯中的一种。