500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电力电缆的制作方法

本发明涉及一种光纤复合海底电力电缆，特别涉及一种500kV电压等级交流海底电缆和海底光缆功能的复合型海底电缆，本发明属于水下使用的高压交流电缆技术领域。

背景技术：

我国海洋开发和近海岛屿工业和旅游业的快速发展，对电力传输的需求越来越大，原220kV及以下海缆线路已不能满足快速增长的电力需求，沿海风电的发展也需要越来越多的高压海缆把风能发出的电能传输的临近电网，因此500kV海底电力电缆已迫切需要。为保证供电稳定性，对500kV交联聚乙烯绝缘海底电力电缆运行时各层温度监视已十分必要，对于敷设环境复杂的海缆来说，通过监测电缆导体温度，及时为电缆载流量负荷提供指导，使海缆最大限度地发挥输送能力；且光纤还可以作为通信传输，避免二次布线，节约成本和施工费用。这对于500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆设计、运行和应用具有重要意义。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电力电缆，该海底电缆不但能完成正常的电能传输和光通信传输，而且具有温度监测、故障报警功能，也具有便于安装敷设和维护等优点。海底电缆具有系统设计复杂、使用环境恶劣多变、产品制造装备和工艺要求高的难点，也是海上风电和岛屿供电开发领域电力和通信传输的迫切需要，开发500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆符合国家政策和市场需求。

技术方案：本发明所述的一种500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电力电缆，包括阻水导体，导体屏蔽层，绝缘层，绝缘屏蔽层，阻水带绕包层，金属护层，聚乙烯护层，填充保护层，光纤单元，内衬层，铠装层以及外护层；在阻水导体外设置有导体屏蔽层，在导体屏蔽层外设置有绝缘层，在绝缘层外设置有绝缘屏蔽层，在绝缘屏蔽层外设置有阻水带绕包层，在阻水带绕包层外设置有金属护层，在金属护层外设置有聚乙烯护层，在聚乙烯护层外设置有填充保护层，在填充保护层的间隙中设置有光纤单元，在填充保护层外设置有内衬层，在内衬层外设置有铠装层，在铠装层外设置有外护层，所述光纤单元包括由内到外设置的光纤、不锈钢管和塑料护层，所述光纤与所述不锈钢管之间填充有阻水油膏。

进一步的，所述阻水导体采用紧压圆形或分割型不镀金属层的退火铜导体，导体内部纵包半导电阻水带，并缠绕阻水纱，半导电带和阻水纱全部覆盖在绞和导体空隙。

进一步的，所述导体屏蔽层采用半导电捆扎阻水带绕包和超光滑半导电屏蔽料挤包而成；所述绝缘层采用超洁净交联聚乙烯材料均匀的挤包在导体屏蔽上；所述绝缘屏蔽层采用超光滑半导电屏蔽料直接挤包在绝缘层上。

进一步的，所述阻水带绕包层采用1.0mm厚度双面型半导电阻水带材料两层重叠绕包在绝缘屏蔽层上；或采用0.5mm厚度双面型半导电阻水带材料四层重叠绕包在绝缘屏蔽上，且采用阻水带体积电阻率＜1×10⁵Ω.cm作为缓冲保护层和纵向阻水层。

进一步的，所述金属护层采用连续密封结构，采用加工性能优异的合金铅直接挤包在半导电阻水带绕包层上，作为径向防水层。

进一步的，所述聚乙烯护层采用半导电聚乙烯或绝缘聚乙烯热塑性护套料直接挤包在金属护层上，进一步作为径向防水层。

进一步的，所述填充保护层为采用高强度热塑性材料连续挤出加工的圆柱体。

进一步的，所述光纤单元设置有2~4组，每组光纤单元含有1~36芯；所述的塑料护层采用高强度防腐热塑性材料挤包组成。

进一步的，所述的内衬层采用直径2~4mm的高强度聚丙烯PP纤维绳绕包结构。

进一步的，所述的铠装层采用采用圆铜丝或扁铜丝缠绕组成，也可采用圆钢丝或扁钢丝缠绕组成；所述的外护层采用沥青涂覆和直径2~4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包铠装层上。

有益效果：本发明的有益效果如下：

（1）500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆具有电能传输、光通信传输、温度监测、故障报警功能，拥有便于安装敷设和维护、传输载流量大、介质损耗低、生产费用低、运行维护方便等优点，引领了世界海工线缆产业的技术创新。

（2）500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆填补了国、内外空白。

（3）500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆顺应了国家资源开发策略，满足国家能源建设安全的需要，对我国经济发展产生深远的影响。

附图说明

图1为本发明的电缆结构剖视图；

图2为本发明电缆结构中的光纤单元结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电力电缆，包括阻水导体1，导体屏蔽层2，绝缘层3，绝缘屏蔽层4，阻水带绕包层5，金属护层6，聚乙烯护层7，填充保护层8，光纤单元9，内衬层10，铠装层11以及外护层12；在阻水导体1外设置有导体屏蔽层2，在导体屏蔽层2外设置有绝缘层3，在绝缘层3外设置有绝缘屏蔽层4，在绝缘屏蔽层4外设置有阻水带绕包层5，在阻水带绕包层5外设置有金属护层6，在金属护层6外设置有聚乙烯护层7，在聚乙烯护层7外设置有填充保护层8，在填充保护层8的间隙中设置有光纤单元9，在填充保护层8外设置有内衬层10，在内衬层10外设置有铠装层11，在铠装层11外设置有外护层12，所述光纤单元9包括由内到外设置的光纤13、不锈钢管15和塑料护层16，所述光纤13与所述不锈钢管15之间填充有阻水油膏14。

所述的阻水导体1采用紧压圆形或分割型不镀金属层的退火铜导体，导体内部纵包半导电阻水带，并缠绕阻水纱，半导电带和阻水纱全部覆盖在绞和导体空隙。

所述的导体屏蔽层2、绝缘层3、绝缘屏蔽层4采用同时挤出方式。

所述的导体屏蔽层2采用半导电捆扎阻水带绕包+超光滑半导电屏蔽料挤包组成。

所述的绝缘层3采用超洁净交联聚乙烯材料均匀的挤包在导体屏蔽上。

所述的绝缘屏蔽层4采用超光滑半导电屏蔽料直接挤包在绝缘层上。

所述的阻水带绕包层5采用1.0mm厚度双面型半导电阻水带材料2层重叠绕包在绝缘屏蔽上或0.5mm厚度双面型半导电阻水带材料4层重叠绕包在绝缘屏蔽上，阻水带体积电阻率＜1×10⁵Ω.cm作为缓冲保护层和纵向阻水层。

所述的金属护层6采用连续密封结构，采用加工性能优异的合金铅直接挤包在半导电阻水带绕包层上，作为径向防水层。

所述的聚乙烯护层7采用半导电聚乙烯或绝缘聚乙烯热塑性护套料直接挤包在金属护层上，进一步作为径向防水层。

所述的填充保护层8为采用高强度热塑性材料连续挤出加工的圆柱体。

所述光纤单元9设置有2~4组，每组光纤单元含有1~36芯，所述的光纤13采用全色谱、筛选应力高的海缆专用光纤，所述的不锈钢管15采用切边保护焊接工艺和在线余长控制工艺，所述的塑料护层16采用高强度防腐热塑性材料挤包组成。

所述的内衬层10采用直径2~4mm的高强度聚丙烯PP纤维绳绕包结构。

所述的铠装层11采用采用圆铜丝或扁铜丝缠绕组成，也可采用圆钢丝或扁钢丝缠绕组成。

所述的外护层12由沥青涂覆和直径2~4mm的聚丙烯PP纤维绳直接绕包铠装层上组成，沥青采用高熔点、高粘附、耐脆裂性专用沥青，PP纤维绳采用耐磨、抗腐蚀等高强度材料。

本发明所述的500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆是电力传输和光纤通信功能综合在一起的光纤复合海底电缆，该海底电缆不但能完成正常的电能传输和光通信传输，而且具有温度监测、故障报警功能，也具有便于安装敷设和维护等优点。海底电缆具有系统设计复杂、使用环境恶劣多变、产品制造装备和工艺要求高的难点，也是海上风电和岛屿供电开发领域电力和通信传输的迫切需要，开发500kV交联聚乙烯绝缘光纤复合海底电缆符合国家政策和市场需求。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。