一种海底隧道用电缆的制作方法

1.本实用新型涉及电缆的技术领域，特别是涉及一种海底隧道用电缆及其制造方法。


背景技术：

2.随着中国经济日益快速的发展，为了提高人民的生活物质水平，打通陆地与岛屿之间的物质交换和物质互补，我国建设了大量的跨海大桥、海底隧道或隧桥通路。随着中国跨海大桥、海底隧道或隧桥通路的迅猛发展，为了支撑各交通线路的连接和畅通，且为了实现陆地和岛屿之间交通线路成网的要求，建设重点也向海底隧道和跨海平面大桥的方向转移，上海崇明海底隧道、港珠澳大桥海底隧道及高跨、长跨桥梁占的比例越来越大，同时各种桥梁的平均造价也大幅度提高，所需要符合要求的海底隧道用电缆越来越迫切和严格。中国南方的集桥、岛、隧为一体的超级工程——港珠澳大桥，总长约55公里，是世界最长的跨海大桥，也是粤港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程，需求的海底环境隧道用电缆标准也越来越高。
3.而现有的海底隧道用耐腐蚀耐低温电缆虽然具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、抗疲劳或抗蠕变等诸多优异性能，但其阻燃、耐低温性能和耐腐蚀的协同性能也不足，不适合长时间用于北方海底隧道如青岛胶州湾海底隧道的低温环境，尤其是电缆缆芯在运输和铺设过程中容易发生径向位移，这一点是目前需要大力改善的方面，以便使其使用寿命较长、使用性能稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中海底隧道用电缆缆芯在运输和铺设过程中容易发生径向位移，以及电缆阻燃性、耐低温性、耐腐蚀性不强协同性不强的上述缺点和不足，从而提供一种新型的海底隧道用电缆及其制造方法，该电缆具有防止电缆缆芯在运输和铺设过程中发生径向位移，可随时检测电缆温度和内部压力，并同时具有耐腐蚀耐低温阻燃性能。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
6.一种海底隧道用电缆，由缆芯和包覆在所述缆芯外且由内而外依次包覆的第一耐低温聚氯乙烯绝缘层、金属氢氧化物阻燃粉层、第二耐低温聚氯乙烯绝缘层、云母带编织层、铜丝编织层、膨胀止水层以及沥青涂覆外层组成；所述的缆芯由相互齿轮型啮合的光纤芯和电缆芯组成，所述光纤芯由光纤线芯和包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套组成，该聚乙烯纤芯套的内侧面与所述电缆芯的内侧面呈齿轮型啮合。
7.进一步的，所述的包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套的外侧面为半圆弧形，内侧面具有一凸齿，所述的电缆芯的外侧面为半圆弧形，内侧面具有一凹槽，所述聚乙烯纤芯套内侧面的凸齿与所述电缆芯的内侧面的凹槽相互啮合。
8.所述的包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套的内侧面与所述电缆芯的内侧面
呈齿轮型啮合的方式，可以防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移。
9.进一步的，所述的第二耐低温聚氯乙烯绝缘层和所述的云母带编织层之间还对称设有四条检测信号线，以用于随时检测所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况。
10.进一步的，所述第一耐低温聚氯乙烯绝缘层和第二耐低温聚氯乙烯绝缘层均采用耐-80℃低温的聚氯乙烯绝缘层，以使得该海底隧道用耐腐蚀耐低温阻燃电缆具有耐低温的性能。
11.进一步的，所述金属氢氧化物阻燃粉层中的金属氢氧化物阻燃粉采用如下制备方法获得：
12.将100重量份无水乙醇加入100重量份金属氢氧化物阻燃剂粉末中混匀，得第一混合物；再将10重量份无水乙醇加入6重量份的水滑石纳米颗粒和5重量份钛酸酯偶联剂混合物中，混合均匀，并采用乙酸调节ph为5，得第二混合物；将第一混合物和第二混合物加入球磨机中进行球磨改性15小时，烘干后采用1800目的筛网过筛，得到金属氢氧化物阻燃粉。
13.所述的金属氢氧化物阻燃剂为纯度99.80％的998型号的三氧化二锑阻燃剂，购自湖南娄底华星锑业有限公司。
14.所述的水滑石纳米颗粒粒径平均为60nm。
15.所述的钛酸酯偶联剂为qx-311w钛酸酯偶联剂螯合型偶联剂，购自南京全希化工有限公司。
16.本实用新型上述的金属氢氧化物阻燃层无毒且具有优良的阻燃性能。
17.进一步的，所述铜丝编织层为双层铜丝网编织而成，与外部的沥青涂覆外层协同使得本实用新型的电缆具有优异的耐腐蚀性能。
18.本实用新型的海底隧道用电缆，为按照上述海底隧道用电缆的结构，先将所述的光纤芯和电缆芯相互齿轮啮合组成缆芯，再按照由内而外的包覆层依次包覆而成，其中所述的金属氢氧化物阻燃粉层在制造时将金属氢氧化物阻燃粉填充在第一耐低温聚氯乙烯绝缘层和第二耐低温聚氯乙烯绝缘层之间即可。本实用新型的海底隧道用电缆在使用时，可以按照海底隧道用电缆铺设的需求进行铺设即可。
19.与现有技术的海底隧道用电缆相比，本实用新型具有如下有益效果：
20.本实用新型所述的海底隧道用电缆，其包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套的内侧面与所述电缆芯的内侧面呈齿轮型啮合的方式，可以防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移；且可以随时用于所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况的检测。其第一耐低温(-80℃)聚氯乙烯绝缘层和第二耐低温(-80℃)聚氯乙烯绝缘层采用双层耐低温结构使其具有优良的耐低温性能，防止在海底隧道内很低的海底温度环境中降低所述电缆的整体寿命，以满足非常低温的海底隧道使用需求；同时，其金属氢氧化物阻燃层无毒且具有优良的阻燃性能；其双层铜丝网编织而成的铜丝编织层，与外部的沥青涂覆外层协同使得本实用新型的电缆具有优异的耐腐蚀性能。
21.本实用新型所述的海底隧道用电缆，其缆芯由相互齿轮型啮合的光纤芯和电缆芯组成，缆芯外部多层包覆层的设置，使其具有耐低温、耐腐蚀、无毒、阻燃的协同优异性能，且能防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移，并可以随时用于所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况的检测，该电缆能够满足海底隧道内很低
的温度环境及海水腐蚀环境使用，尤其是北方冬季海底隧道很低的温度环境和海水腐蚀环境使用，并进而使其使用寿命尽量与海底隧道同寿命，并使其使用性能稳定性增强。
附图说明
22.图1为本实用新型的海底隧道用电缆横截面结构示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图1，对本实用新型的海底隧道用电缆作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
24.一种海底隧道用耐腐蚀耐低温阻燃电缆，由缆芯1和包覆在所述缆芯1外且由内而外依次包覆的第一耐低温聚氯乙烯绝缘层2、金属氢氧化物阻燃粉层3、第二耐低温聚氯乙烯绝缘层4、云母带编织层5、铜丝编织层6、膨胀止水层7以及沥青涂覆外层8组成；所述的缆芯1由相互齿轮型啮合的光纤芯11和电缆芯12组成，所述光纤芯11由光纤线芯13和包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套14组成，该聚乙烯纤芯套14的内侧面与所述电缆芯12的内侧面呈齿轮型啮合。
25.进一步的，所述的包覆在所述光纤线芯13外的聚乙烯纤芯套14的外侧面为半圆弧形，内侧面具有一凸齿15，所述的电缆芯12的外侧面为半圆弧形，内侧面具有一凹槽16，所述聚乙烯纤芯套14的内侧面的凸齿15与所述电缆芯12的内侧面的凹槽16相互啮合。
26.所述的包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套14的内侧面与所述电缆芯12的内侧面呈齿轮型啮合的方式，可以防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移。
27.进一步的，所述的第二耐低温聚氯乙烯绝缘层4和所述的云母带编织层5之间还对称设有四条检测信号线9，以用于随时检测所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况。
28.进一步的，所述第一耐低温聚氯乙烯绝缘层2和第二耐低温聚氯乙烯绝缘层4均采用耐-80℃低温的聚氯乙烯绝缘层，以使得该海底隧道用耐腐蚀耐低温阻燃电缆具有耐低温的性能。
29.进一步的，所述金属氢氧化物阻燃粉层3中金属氢氧化物阻燃粉采用如下制备方法获得：
30.将100重量份无水乙醇加入100重量份金属氢氧化物阻燃剂粉末中混匀，得第一混合物；再将10重量份无水乙醇加入6重量份的水滑石纳米颗粒和5重量份钛酸酯偶联剂混合物中，混合均匀，并采用乙酸调节ph为5，得第二混合物；将第一混合物和第二混合物加入球磨机中进行球磨改性15小时，烘干后采用1800目的筛网过筛，得到金属氢氧化物阻燃粉。
31.所述的金属氢氧化物阻燃剂为纯度99.80％的998型号的三氧化二锑阻燃剂，购自湖南娄底华星锑业有限公司。
32.所述的水滑石纳米颗粒粒径平均为60nm。
33.所述的钛酸酯偶联剂为qx-311w钛酸酯偶联剂螯合型偶联剂，购自南京全希化工有限公司。
34.本实用新型上述的金属氢氧化物阻燃层3无毒且具有优良的阻燃性能。
35.进一步的，所述铜丝编织层6为双层铜丝网编织而成，与外部的沥青涂覆外层8协同使得本实用新型的电缆具有优异的耐腐蚀性能。
36.本实用新型的海底隧道用电缆，为按照上述海底隧道用电缆的结构，先将所述的光纤芯和电缆芯相互齿轮啮合组成缆芯，再按照由内而外的包覆层依次包覆而成，其中所述的金属氢氧化物阻燃粉层在制造时将金属氢氧化物阻燃粉填充在第一耐低温聚氯乙烯绝缘层和第二耐低温聚氯乙烯绝缘层之间即可。本实用新型的海底隧道用电缆在使用时，可以按照海底隧道用电缆铺设的需求进行铺设即可。
37.与现有技术的海底隧道用电缆相比，本实用新型具有如下有益效果：
38.本实用新型所述的海底隧道用电缆，其包覆在所述光纤线芯外的聚乙烯纤芯套的内侧面与所述电缆芯的内侧面呈齿轮型啮合的方式，可以防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移；且可以随时用于所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况的检测。其第一耐低温(-80℃)聚氯乙烯绝缘层和第二耐低温(-80℃)聚氯乙烯绝缘层采用双层耐低温结构使其具有优良的耐低温性能，防止在海底隧道内很低的海底温度环境中降低所述电缆的整体寿命，以满足非常低温的海底隧道使用需求；同时，其金属氢氧化物阻燃层无毒且具有优良的阻燃性能；其双层铜丝网编织而成的铜丝编织层，与外部的沥青涂覆外层协同使得本实用新型的电缆具有优异的耐腐蚀性能。
39.本实用新型所述的海底隧道用电缆，其缆芯由相互齿轮型啮合的光纤芯和电缆芯组成，缆芯外部多层包覆层的设置，使其具有耐低温、耐腐蚀、无毒、阻燃的协同优异性能，且能防止所述的电缆在运输和铺设时光纤线芯和电缆芯间产生径向位移，并可以随时用于所述海底隧道用电缆的电缆温度和内部压力状况的检测，该电缆能够满足海底隧道内很低的温度环境及海水腐蚀环境使用，尤其是北方冬季海底隧道很低的温度环境和海水腐蚀环境使用，并进而使其使用寿命尽量与海底隧道同寿命，并使其使用性能稳定性增强。
40.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。