[發明專利]一種光纖復合電力海底充油電纜

無效

• 申請號: 200610148040.6
• 申請日: 2006-12-26
• 公開（公告）號: CN101211680A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 莫臨元;丁敏;儲茂盛;賀金紅
• 申請（專利權）人: 上海電纜廠有限公司
• 主分類號: H01B7/14
• 分類號: H01B7/14;H01B11/22;H01B7/17
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司
• 代理人: 李浩東

技術領域：

本發明涉及海底電纜，特別涉及適合于在深海中敷設和工作的光纖復合電力海底充油電纜。

背景技術：

充油電纜是利用補充浸漬原理來消除絕緣層中形成的氣隙以提高電纜工作場強的一種電纜結構。充油電纜根據護層結構不同可分為兩類，一類是自容式充油電纜，一類是鋼管充油電纜。自容式充油電纜護層結構和一般電纜相同，采用鉛護套或鋁護套，自容式充油電纜一般在線芯的中心具有與補充浸漬設備相連接的油道。當電纜溫度升高時，浸漬劑受熱膨脹，膨脹出來的浸漬劑經過油道流至補充浸漬設備中；當電纜溫度下降時，浸漬劑收縮，補充浸漬設備中的浸漬劑經過油道對絕緣層進行補充浸漬。這樣既消除了絕緣層中氣隙的產生，又防止在電纜中產生過高的壓力，因此它的運行溫度可大大提高，同樣線芯截面，充油電纜的載流量比普通油紙絕緣電纜大30％～40％，充油電纜的起始游離電場強度高，其工作電場強度可為普通油紙絕緣電纜的兩倍以上，因此不需過分增加電纜絕緣的厚度就可以制造電壓較高的電纜，所以充油電纜特別適用于高電壓、輸送容量大的電纜線路，當充油電纜受到外力破壞而發生漏油時，不必馬上進行停電處理，可以從補油設備中加油維持電纜正常運行，使修理工作有充裕的時間。

為了提高補充浸漬速度，防止油流產生過高的壓降，充油電纜一般采用低粘度油作為浸漬劑，為了提高絕緣層的擊穿強度、防止護套破裂時潮氣侵入，便于補充浸漬，一般浸漬劑壓力均高于大氣壓。自容式充油電纜根據其內部工作油壓力大小可分為高壓力(10～15大氣壓)、中壓力(3～6大氣壓)和低壓力(0.5～3大氣壓)三種。

浸漬紙自從19世紀末就已作為絕緣材料，由于它絕緣介質特性良好，在超高壓電纜制造中，油紙絕緣具有重要意義。1924年意大利建設了第一條130kV油紙絕緣自容式充油電纜。

單芯自容式充油電纜一般結構：線芯、絕緣層、金屬護套及保護層。

光纖復合電力充油電纜是將光纖單元結構復合到電力電纜中，此種海底電纜利用不同的介質，既具有輸送電能的作用，又具有光通訊作用。復合海底電纜光單元要求比較嚴格，用于制造海底電纜的光纖均要經過嚴格的應變篩選，根據不同水深度要求決定光纖的應變篩選強度。海底光纜受到張力時要伸長，其伸長大小與所受張力及海底電纜結構有關，在同樣的張力下，伸長率越小表示海底電纜的強度越高，為提高海底電纜中光纖的壽命，海底電纜受力時光纖受到的應變要有嚴格的限制，當海底電纜受到所規定的工作負荷時，光纖不應有伸長量。另外，復合海底充油電纜滲水特性、抗張力性、防腐性及其它機械性能要求滿足IEC141-1標準。

海底電纜中光纖單元結構是光纜結構特征的標志，光纖單元在結構上分為緊套結構和松套結構。一直以來，海底光纜結構都是緊套結構和松套結構并存，緊套結構主要采用的是彈性體埋入式，光纖的芯數一般不太多(十幾芯左右)，如將光纖埋入于聚胺酯彈性體內構成光纖單元，這種海底電纜目前只有美國和日本等國家生產；而松套結構主要有中心管式和骨架式。目前已有的結構中，其中將光纖放入到光纖不銹鋼松套管是我國第三代海底光纜，第一代海底光纜的光纖結構單元結構為骨架槽+銅(或鋁)管結構，第二代海底光纜的光纖單元結構為熱塑性松套管+銅(或鋁)管結構。

海底電纜技術要求的最大特點是對使用壽命和可靠性要求很高，主要是由于海底電纜鏈路具有重要的戰略意義。鏈路的中斷將會導致重大的經濟損失。海底電纜應當滿足較高的機械和電氣性能要求，因此對其結構設計提出了較高要求。

在敷設和維修操作過程中，海底電纜要能經得起在布纜船船頭上重復拖拉和布放，海底電纜應能承受敷設和打撈時的張力，能經受得住從深海中打撈回收、維修和替換。一般來說，敷設時的拉力與海底電纜水中重量和敷設水深有關，而打撈時張力與水中重量、敷設海深及海底電纜所在的海底地質有關，打撈張力遠大于敷設張力。海底電纜還要能應對拖船和船錨等可能引起的人為損害，當被鐵鉤、錨或漁具鉤住時，應不斷裂，對拖網船拖網或船錨等引起的損壞有適當的保護。

海底電纜敷設在海底，長期受到與敷設水深相關的水壓作用，這就要求海底電纜能承受徑向的水壓，還要能在使用深度上如出現斷纜時能阻止水的縱向滲透，同時能耐磨損、耐腐蝕及耐海底生物的侵蝕。

發明內容：

本發明的目的是提供一種光纖復合電力海底充油電纜，既具有輸送電能又具有光通訊作用，同時采用監測光纖對電纜進行監測，具有較大的機械強度、較高的電氣性能和較強的防護能力。