一種海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及一種海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

海底電纜敷設(shè)在海底，為了使其能夠抵御海水浮力沉入海底，海纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮采用鉛套等結(jié)構(gòu)來(lái)增加其自身重量，因此往往海纜的自重很大。海纜在安裝過(guò)程中，鎧裝層經(jīng)受的張力不僅來(lái)自于懸掛海纜的重量，還包括敷設(shè)時(shí)外部附加動(dòng)態(tài)力，以及海水扭力，安裝過(guò)程中的合力遠(yuǎn)大于海纜垂下至海底的靜態(tài)受力，同時(shí)隨著敷設(shè)深度的增加，承受的張力就會(huì)越大，從而目前市場(chǎng)上的海纜金屬絲鎧裝層抗拉強(qiáng)度低，受力不均勻，從而無(wú)法滿足電纜在深海的敷設(shè)要求。

因此本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種能夠有效提高抗拉強(qiáng)度的海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠有效提高抗拉強(qiáng)度的海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)，包括電纜纜芯，電纜纜芯外側(cè)設(shè)置有第一金屬絲鎧裝層，第一金屬絲鎧裝層包括若干個(gè)第一金屬絲；

各第一金屬絲呈圓形陣列設(shè)置；兩個(gè)相鄰的第一金屬絲之間的間隙為3.3-3.7mm；第一金屬絲的絞入角為13°-15°；

第一金屬絲鎧裝層外側(cè)設(shè)置第二金屬絲鎧裝層，第二金屬絲鎧裝層包括與第一金屬絲反向絞合的若干個(gè)第二金屬絲；

各第二金屬絲呈圓形陣列設(shè)置，相鄰的兩個(gè)第二金屬絲之間的間隙為0.3-0.7mm；第二金屬絲的絞入角為15°-17°；

第一金屬絲鎧裝層與第二金屬絲鎧裝層的絞合節(jié)徑比均為10-16倍。

為了進(jìn)一步提高抗拉強(qiáng)度，各兩個(gè)相鄰的第一金屬絲之間的間隙為3.5mm；各相鄰的兩個(gè)第二金屬絲之間的間隙為0.5mm；

第一金屬絲與第二金屬絲的直徑均為5mm。

為了進(jìn)一步提高抗拉強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，第一金屬絲鎧裝層的絞合節(jié)徑比為12-14倍；第一金屬絲的絞入角為14°；

第二金屬絲鎧裝層的絞合節(jié)徑比為10-12倍；第二金屬絲的絞合角度為16°。

為了進(jìn)一步提高防腐效果，第一金屬絲與第二金屬絲的外表面均設(shè)置有防腐涂層。

為了在提高抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，提高防腐效果，第一金屬絲鎧裝層內(nèi)設(shè)置有防腐材料，防腐材料位于各第一金屬絲之間。

為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，加強(qiáng)牢固度，提高抗拉強(qiáng)度，第一金屬絲與第二金屬絲采用鋁合金絲制成；

第一金屬絲鎧裝層的絞合節(jié)徑比均為12-14倍，第二金屬絲鎧裝層的絞合節(jié)徑比均為10-12倍。

為了提高防腐性能的同時(shí)提高抗拉強(qiáng)度，第一金屬絲與第二金屬絲的直徑均為4-8mm。

作為優(yōu)選，各第一金屬絲之間均設(shè)置有麻繩。

作為優(yōu)選，第二金屬絲鎧裝層外側(cè)設(shè)置有外披層。

為了提高電纜的電氣性能、阻水性能，電纜纜芯包括絕緣線芯，絕緣線芯的外側(cè)設(shè)置有金屬套，金屬套外側(cè)設(shè)置有阻水層，阻水層外側(cè)設(shè)置有內(nèi)襯層。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一方面，受力均勻，有效的提高了抗拉力，另一方面，能夠在深水敷設(shè)，并且提高了阻水性能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，不易損壞等有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的A處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明電纜纜芯的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1至圖3所示，一種海底電纜用雙層金屬絲鎧裝結(jié)構(gòu)，包括電纜纜芯1，電纜纜芯1外側(cè)設(shè)置有第一金屬絲鎧裝層2，第一金屬絲鎧裝層2包括若干個(gè)第一金屬絲2a。

各第一金屬絲2a呈圓形陣列設(shè)置；兩個(gè)相鄰的第一金屬絲2a之間的間隙L1為3.3-3.7mm；本實(shí)施例中，各兩個(gè)相鄰的第一金屬絲2a之間的間隙L1為3.5mm。

本實(shí)施例中，第一金屬絲2a的個(gè)數(shù)是60根，但是第一金屬絲2a的保護(hù)范圍不只局限于60根，第一金屬絲2a的個(gè)數(shù)是依據(jù)兩個(gè)相鄰的金屬絲之間的間距和電纜纜芯1的直徑大小來(lái)確定，本實(shí)施例中，以兩個(gè)相鄰的第一金屬絲2a之間的間隙L1為3.5mm為準(zhǔn)，那么第一金屬絲2a的個(gè)數(shù)可根據(jù)電纜纜芯1直徑的大小來(lái)增加或減少。

第一金屬絲鎧裝層2外側(cè)設(shè)置第二金屬絲鎧裝層5，第二金屬絲鎧裝層5外側(cè)設(shè)置有外披層3。

第二金屬絲鎧裝層5包括與第一金屬絲2a反向絞合的若干個(gè)第二金屬絲5a；為了更進(jìn)一步的在節(jié)約材料，減小截面的同時(shí)，保證抗拉強(qiáng)度，本實(shí)施例中，第一金屬絲2a與第二金屬絲5a的直徑D均為5mm。

各第二金屬絲5a呈圓形陣列設(shè)置，相鄰的兩個(gè)第二金屬絲5a之間的間隙L2為0.3-0.7mm；本實(shí)施例中，各相鄰的兩個(gè)第二金屬絲5a之間的間隙L2為0.5mm，第二金屬絲5a的個(gè)數(shù)為100，但是第二金屬絲5a的保護(hù)范圍不局限于100個(gè)，第二金屬絲5a的個(gè)數(shù)的增加或減少與第一金屬絲2a同理。

第一金屬絲2a的絞入角為13°-15°；第二金屬絲5a的絞入角為15°-17°；本實(shí)施例中，第一金屬絲2a的絞入角為14°，第二金屬絲5a的絞入角為16°。

第一金屬絲鎧裝層2與第二金屬絲鎧裝層5的絞合節(jié)徑比均為10-16倍。其中，第一金屬絲鎧裝層2絞合節(jié)徑比優(yōu)選為12-14倍，第二金屬絲鎧裝層5絞合節(jié)徑比優(yōu)選為10-12倍。為了使抗拉強(qiáng)度達(dá)到最佳，本實(shí)施例中，第一金屬絲鎧裝層2絞合節(jié)徑比為13倍，第二金屬絲鎧裝層5絞合節(jié)徑比為11倍。

現(xiàn)有鎧裝層是通過(guò)金屬絲的多少?zèng)Q定抗拉強(qiáng)度的高低，現(xiàn)有鎧裝層通常為了提高抗拉強(qiáng)度，就是簡(jiǎn)單的對(duì)鎧裝層的數(shù)量進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加，從而提高抗拉效果，這樣簡(jiǎn)單的疊加存在以下缺陷，一方面，鎧裝層越多電纜截面就越大，所耗成本也越高，另一方面，如加一層鎧裝層，那么抗拉強(qiáng)度則提高一倍，加兩層鎧裝層，那么抗拉強(qiáng)度則提高兩倍，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一加一大于二的效果。

本實(shí)施例將第一金屬絲2a與第二金屬絲5a反向絞合，然后將第一金屬絲鎧裝層2中的第一金屬絲2a做結(jié)構(gòu)上的變化，使得第一金屬絲2a與第二金屬絲5a相互配合使用，一方面，由于第一金屬絲2a數(shù)量上的減少，有效的節(jié)約了材料，另一方面，通過(guò)第一金屬絲鎧裝層2與第二金屬絲鎧裝層5相互配合使用，使其抗拉強(qiáng)度提高了1.51倍，同時(shí)每層金屬絲的扭力相互平衡，使海纜受到的扭力相互抵消，提高了受力的均勻性，可以滿足水深200米以上的深水敷設(shè)要求。不僅節(jié)省了材料，降低了成本，并且抗拉強(qiáng)度有效的得到了提高。

特別強(qiáng)調(diào)，本實(shí)施例中，必須利用第一金屬絲鎧裝層2與第二金屬鎧裝層5相互配合使用，才能在節(jié)約成本的同時(shí)將抗拉效果提高到2.15倍。

第一金屬絲2a與第二金屬絲5a采用高強(qiáng)度鋁合金絲或鍍鋅鋼絲制成，本實(shí)施例中，第一金屬絲2a與第二金屬絲5a采用鋁合金絲制成，并且在第一金屬絲2a與第二金屬絲5a的外表面均設(shè)置有防腐涂層6，本實(shí)施例中，防腐涂層6為涂覆的石墨烯防腐材料，防腐涂層6可以在單絲生產(chǎn)時(shí)或鎧裝絞合前直接涂覆，相較于在單絲外擠包塑料層的方式，無(wú)需增加額外的工序，工藝簡(jiǎn)單；同時(shí)石墨烯防腐涂料具有防水、耐腐蝕的作用，可以有效隔離海水對(duì)金屬絲的接觸，從而完全耐腐蝕。

第一金屬絲鎧裝層2內(nèi)設(shè)置有防腐材料4，防腐材料4位于各第一金屬絲2a之間。通過(guò)在第一金屬絲2a之間設(shè)置瀝青和麻繩，一方面，提高了防腐性能，另一方面，對(duì)第一金屬絲2a和第二金屬絲5a起到了定型作用，有效提高了抗拉強(qiáng)度和使用壽命。

本實(shí)施例中采用最佳方案，將第一金屬絲2a與第二金屬絲5a的直徑D均設(shè)置成5mm。

為了提高電纜的電氣性能、阻水性能，電纜纜芯1包括絕緣線芯1a，絕緣線芯1a的外側(cè)設(shè)置有金屬套1c，金屬套1c外側(cè)設(shè)置有阻水層1b，阻水層1b外側(cè)設(shè)置有內(nèi)襯層1d。

本實(shí)施例中，金屬絲鎧裝層面積約為4524mm²，由于第一金屬絲鎧裝層2采用了疏繞方式，節(jié)約了材料，同時(shí)采用的金屬絲為非磁性高強(qiáng)度鋁合金絲，可減少常規(guī)鍍鋅鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)相比，具有重量輕，非磁性的特點(diǎn)，電纜運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生渦流損耗，可以減少鎧裝層的電能額外損耗，提高電纜載流量，。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。