一種深海用電纜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種深海用電纜，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外，所述加強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。本發明大大提高了電纜的強度和柔韌性，達到海底環境對電纜的要求。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電信號傳輸的電纜，尤其涉及一種鋪設在深海中的電纜。 -種深海用電纜
【背景技術】
[0002] 纖維增強復合材料（Fiber Reinforced Polymer,或 Fiber Reinforced Plastic, 簡稱FRP)是由增強纖維材料，如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維等，與基體材料經過纏繞， 模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。根據增強材料的不同，常見的纖維增強復合材 料分為玻璃纖維增強復合材料（GFRP)，碳纖維增強復合材料（CFRP)以及芳綸纖維增強復 合材料（AFRP)。由于纖維增強復合材料具有如下特點：（1)比強度高，比模量大；（2)材料 性能具有可設計性：（3)抗腐蝕性和耐久性能好；（4)熱膨脹系數與混凝土的相近。這些特 點使得FRP材料能滿足現代結構向大跨、高聳、重載、輕質高強以及在惡劣條件下工作發展 的需要，同時也能滿足現代建筑施工工業化發展的要求，因此被越來越廣泛地應用于各種 民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結構以及地下結構等領域中。
[0003] 電纜通常是由幾根或幾組導線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜，每組 導線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。多架設在 空中或裝在地下、水底，用于電訊或電力輸送。
[0004] 電纜主要由以下4部分組成。①導電線心：用高電導率材料(銅或鋁）制成。根據 敷設使用條件對電纜柔軟程度的要求，每根線心可能由單根導線或多根導線絞合而成。② 絕緣層：用作電纜的絕緣材料應當具有高的絕緣電阻，高的擊穿電場強度，低的介質損耗和 低的介電常數。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、交聯聚乙烯、橡皮等。 電纜常以絕緣材料分類，例如油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯電纜、交聯聚乙烯電纜等。③密封 護套：保護絕緣線心免受機械、水分、潮氣、化學物品、光等的損傷。對于易受潮的絕緣，一般 采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層：用以保護密封護套免受機械損傷。一般采用鍍 鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜)，鎧裝層同時起電場屏蔽 和防止外界電磁波干擾的作用。為了避免鋼帶、鋼絲受周圍媒質的腐蝕，一般在它們外面涂 以浙青或包繞浸漬黃麻層或擠壓聚乙烯、聚氯乙烯套。
[0005] 電纜的強度要求和柔韌性要求都比較高，尤其是在復雜的海底環境中，都要求其 要求電纜具有很高的強度和柔韌性，而普通的電纜根本無法達到要求。在深海環境中電纜 要隨時受到海水的沖刷，再加上海水成分復雜，腐蝕力強，電纜容易受到海水的腐蝕，使用 壽命大大縮短。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有電纜無法達到海底環境要求的缺陷，本發明提供了一種深海用電 纜，該深海用電纜強度和柔韌性高，且耐酸耐堿能力強，能夠承受海水的沖刷，使用壽命長。
[0007] -種深海用電纜包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特征在于 還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外，所述加 強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚 乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0008] 以重量百分比計，保護套中的連續玄武巖纖維：18%~24%，玻璃纖維：3%~6%，碳纖 維：4%?15%，聚乙烯：58%?75%。
[0009] 以重量百分比計，加強筋中的連續玄武巖纖維：35%~48%，玻璃纖維：2%~8%，碳纖 維：6%?12%，樹脂基體：37%?62%。
[0010] 所述樹脂基體為酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂或者兩者的混合樹脂。
[0011] 在加強筋中，連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式 為：三角形分布、圓形分布或者環形分布。
[0012] 所述三角形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維各自分 布在三角形的三個點上。
[0013] 所述圓形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維位于圓心位置，玻璃纖維和碳 纖維間隔分布在圓弧上。
[0014] 所述環形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維呈環狀分 布，連續玄武巖纖維位于最里層，玻璃纖維位于中間層，碳纖維位于最外層。
[0015] 本發明具有以下優點： 1、本發明的加強筋由于是由連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上， 連續玄武巖纖維大大增強加強筋的強度，碳纖維和玻璃纖維增加加強筋的柔韌性，將該加 強筋絞合在現有的電纜上，起到一個吸收力的作用，在彎曲電纜和拉扯電纜時，這些力都被 轉嫁到加強筋上，通過加強筋的作用，大大提高了電纜的強度和柔韌性，殼用于海底電纜的 鋪設。連續玄武巖纖維：35%~48%，玻璃纖維：2%~8%，碳纖維：6°/Γ?2%，樹脂基體：37%~62%，通 過這樣的比例限制，能將三種各自的作用和優勢組合起來使用，使得三者發揮出自己的最 大優勢，同時還能達到要求。
[0016] 2、本發明連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為： 三角形分布、圓形分布或者是環形分布。三角形分布，三者之間形成一個互補，互相形成一 個拉扯力，增加加強筋的強度和韌性。
[0017] 3、本發明的加強護套由于是由連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯 上，連續玄武巖纖維大大護套的耐酸性和耐堿性，同時還增加了護套的抗高溫和抗低溫的 性能，將護套套在電纜上，能夠使得電纜用于復雜的海底環境中，能夠承受海水的腐蝕和沖 刷，大大延長了電纜的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為加強筋中三種纖維的一種分布形式； 圖2為加強筋中三種纖維的另種分布形式； 圖3為加強筋中三種纖維的第三種分布形式； 圖中標記1、連續玄武巖纖維，2、玻璃纖維，3、碳纖維，4、樹脂基體。
【具體實施方式】
[0019] 如圖1所示，本實施例中，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其 特征在于還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋 夕卜，所述加強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖 纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、 碳纖維和聚乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0020] 加強筋包括連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：35% 玻璃纖維：2% 碳纖維：12% 樹脂基體：51%。
[0021 ] 所述樹脂基體為酚醛樹脂 所述連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上的分布形式為：三 角形分布。
[0022] 所述三角形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3各 自分布在三角形的三個點上。
[0023] 保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在聚乙烯上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：18% 玻璃纖維：3% 碳纖維：4% 聚乙烯：75% 實施例2 如圖2所示，在本實施例中，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特 征在于還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外， 所述加強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖 維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳 纖維和聚乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0024] 加強筋包括連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：48% 玻璃纖維：8% 碳纖維：6% 樹脂基體：34%。
[0025] 所述樹脂基體為聚氯乙烯樹脂。
[0026] 所述連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為：圓形 分布 所述圓形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維1位于圓心位置，玻璃纖維2和碳纖 維3間隔分布在圓弧上。
[0027] 保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在聚乙烯上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：18% 玻璃纖維：4% 碳纖維：5% 聚乙烯：73%。
[0028] 實施例3 如圖3所示，在本實施例中，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特 征在于還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外， 所述加強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖 維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳 纖維和聚乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0029] 加強筋包括連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：40% 玻璃纖維6% 碳纖維：8% 樹脂基體：46%。
[0030] 所述樹脂基體為酚醛樹脂和聚氯乙烯樹脂兩者的混合樹脂。
[0031] 所述連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為：環形 分布。
[0032] 所述環形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3呈環 狀分布，連續玄武巖纖維1位于最里層，玻璃纖維2位于中間層，碳纖維3位于最外層。
[0033] 保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在聚乙烯上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：19% 玻璃纖維：5% 碳纖維：6% 聚乙烯：70%。
[0034] 實施例4 在本實施例中，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特征在于還包括 加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外，所述加強筋包 括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和 碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯， 保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0035] 加強筋包括連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：42% 玻璃纖維：7% 碳纖維：12% 樹脂基體：39%。
[0036] 所述樹脂基體為酚醛樹脂和聚氯乙烯樹脂兩者的混合樹脂。
[0037] 所述連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為：環形 分布。
[0038] 所述環形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3呈環 狀分布，連續玄武巖纖維1位于最里層，玻璃纖維2位于中間層，碳纖維3位于最外層。
[0039] 保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在聚乙烯上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：20% 玻璃纖維：6% 碳纖維：8% 聚乙烯：66%。
[0040] 實施例5 在本實施例中，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特征在于還包括 加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外，所述加強筋包 括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和 碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯， 保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
[0041] 加強筋包括連續玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復合在樹脂基體4上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：45% 玻璃纖維：6% 碳纖維：10% 樹脂基體：39%。
[0042] 所述樹脂基體為聚氯乙烯樹脂。
[0043] 所述連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為：圓形 分布所述圓形分布的具體分布形式為：連續玄武巖纖維1位于圓心位置，玻璃纖維2和碳纖 維3間隔分布在圓弧上。
[0044] 保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在聚乙烯上，以重量百分比計： 連續玄武巖纖維：21% 玻璃纖維：6% 碳纖維：4% 聚乙烯：69%。
【權利要求】
1. 一種深海用電纜，包括導電線芯和絕緣層，導電線芯包覆在絕緣層內，其特征在于： 還包括加強筋和保護套，加強筋絞合在絕緣層上，保護套包覆在絕緣層和加強筋外，所述加 強筋包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強筋的連續玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復合在樹脂基體上，所述保護套包括連續玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚 乙烯，保護套的連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在聚乙烯上。
2. 根據權利要求1所述的一種深海用電纜，其特征在于：以重量百分比計，保護套中的 連續玄武巖纖維：18%?24%，玻璃纖維：3%?6%，碳纖維：4%?15%，聚乙烯：58%?75%。
3. 根據權利要求1所述的一種深海用電纜，其特征在于：以重量百分比計，加強筋中的 連續玄武巖纖維：35°/Γ48%，玻璃纖維：2°/Γ8%，碳纖維：6°/Γ?2%，樹脂基體：37°/Γ62%。
4. 根據權利要求1或3所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述樹脂基體為酚醛樹 月旨、聚氯乙烯樹脂或者兩者的混合樹脂。
5. 根據權利要求1或3所述的一種深海用電纜，其特征在于：在加強筋中，連續玄武巖 纖維、玻璃纖維和碳纖維復合在樹脂基體上的分布形式為：三角形分布、圓形分布或者環形 分布。
6. 根據權利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述三角形分布的具體分布 形式為：連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維各自分布在三角形的三個點上。
7. 根據權利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述圓形分布的具體分布形 式為：連續玄武巖纖維位于圓心位置，玻璃纖維和碳纖維間隔分布在圓弧上。
8. 根據權利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述環形分布的具體分布形 式為：連續玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維呈環狀分布，連續玄武巖纖維位于最里層，玻璃 纖維位于中間層，碳纖維位于最外層。
【文檔編號】H01B7/28GK104064263SQ201410248683
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】王靈 申請人:四川航天五源復合材料有限公司