[發明專利]電纜組件

在審

• 申請號: 202210927885.4
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115148398A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 牛學超;管洵;顧浩然;陳紫薇;顧春飛;譚愛林;劉利剛;潘盼
• 申請（專利權）人: 中天科技海纜股份有限公司;南海海纜有限公司;中天大豐海纜有限公司
• 主分類號: H01B7/14
• 分類號: H01B7/14;H01B7/18;H01B9/00;H01B9/02;H01B11/06;H01B11/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉子輝

本發明提供了一種電纜組件。該電纜組件包括：纜芯結構；內護層，纜芯結構設置在內護層的內部；復合加強層，包覆在內護層的外周，復合加強層包括多個中空連接管和高強度纖維加強層，多個中空連接管在內護層的外周側沿周向并排設置，中空連接管纏繞內護層以形成骨架結構，中空連接管內充注氣體，高強度纖維加強層包覆在中空連接管的外周；以及外護層，外護層設置在復合加強層的外周。本發明的技術方案的電纜組件能夠解決現有系繩電纜組件抗壓強度低的問題。

技術領域

本發明涉及海洋工程技術領域，具體而言，涉及一種電纜組件。

背景技術

隨著人們對海洋的探索逐漸深入，海洋作業越來越頻繁，對于海底探測用電纜的要求也越來越嚴格。對于深海領域探測的水下機器人而言，通常使用金屬鎧裝電纜組件連接工作母船與中繼器，下放至深海領域后，由中繼器處延伸出一根繩纜為水下機器人探測活動提供能量與傳輸信息，為保證探測機器具有較大的活動范圍，系繩電纜組件需要耐受深水的高壓、在深水應用場合下滿足零浮力。

目前，對于滿足零浮力要求的設計采用的都是固體浮力材料的方案，具體可分為兩種，一種是化學發泡固體浮力材料，化學發泡法固體浮力材料含有大量微孔，吸水率較大，導致其可靠性較低，并且化學發泡法固體浮力材料的耐壓強度較低，只能應用于淺海，在深海高壓環境中微孔會出現收縮，發泡層體積減小密度增大，從而失去零浮力能力。另一種是復合泡沫固體浮力材料，采用直徑較小的空心玻璃微珠填充到基體樹脂中，經過混合、定型、固化后得到的浮力材料，但是由于擠出工藝尚不成熟，在復合材料擠出時，空心玻璃微珠會與擠出螺桿發生碰撞磨損，降低復合材料抗壓強度以及損傷螺桿。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種電纜組件，能夠解決現有系繩電纜組件抗壓強度低的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種電纜組件，包括：纜芯結構；內護層，纜芯結構設置在內護層的內部；復合加強層，包覆在內護層的外周，復合加強層包括多個中空連接管和高強度纖維加強層，多個中空連接管在內護層的外周側沿周向并排設置，中空連接管纏繞內護層以形成骨架結構，中空連接管內充注氣體，高強度纖維加強層包覆在中空連接管的外周；以及外護層，外護層設置在復合加強層的外周。

進一步地，電纜組件的中空連接管的壁厚t及外徑D、中空連接管的材料屈服強度σ、設計水深靜水壓力P以及中空連接管的壓力系數S的關系滿足：

進一步地，電纜組件的中空連接管的壁厚t及外徑D、中空連接管的材料密度ρ₂、海水密度ρ₁以及重力加速度g的關系滿足：

進一步地，電纜組件的中空連接管的壁厚t及外徑D、中空連接管的材料密度ρ₂、中空連接管的根數N及絞入率K₁、纜的總重量M₁以及纜除去中空連接管的剩余重量M₂的關系滿足：

進一步地，中空連接管為樹脂空心管。

進一步地，高強度纖維加強層選用合成高分子化合物制成的纖維材料。

進一步地，纜芯結構包括電力通信單元、光通信單元、單相電能傳輸單元、三相電能傳輸單元以及多個低密度填充單元，光通信單元、單相電能傳輸單元、三相電能傳輸單元沿電力通信單元的周向排布形成環繞層，環繞層包覆在電力通信單元的外周，電纜組件還包括屏蔽層，屏蔽層包覆在纜芯結構的外周，屏蔽層與環繞層之間能夠形成多個填充間隙，每個填充間隙內均設置有一個低密度填充單元。

進一步地，單相電能傳輸單元和三相電能傳輸單元均包括電能傳輸單元導體和絕緣層，光通信單元包括光纖和絕緣層，屏蔽層的內壁面與相鄰絕緣層的外壁面之間形成填充間隙，每個填充間隙內均設置有一個低密度填充單元。

進一步地，每個低密度填充單元與屏蔽層以及相鄰兩個絕緣層的外壁面均相切。