脐带缆及其制备方法与流程

本发明涉及光缆，具体而言，涉及一种脐带缆及其制备方法。

背景技术：

1、目前，海上能源市场正在探索利用可再生能源的发电方式，例如：潮汐能、波浪能技术以及远海的漂浮式海上风电场技术。这些发电方式通常应用于水流或潮汐较强的水域，且需要依靠脐带缆连通水面发电平台和岸端设备，才能获得更多的电力。然而，在大水深的环境下，脐带缆会受到水面平台波浪运动和水动力所产生的动态载荷，加上脐带缆为抵消自身重量所需的高拉力载荷，导致脐带缆各组成部件承受着高强度的机械载荷，在长期高强度机械载荷的作用下，脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种脐带缆及其制备方法，能够解决现有脐带缆应用于大水深环境时，长期受到高强度的机械载荷，导致脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种脐带缆，包括：缆芯；承力层，承力层包覆在缆芯的外周；外护层，外护层包覆在承力层的外周；以及弹性保护结构，弹性保护结构位于脐带缆的端部，弹性保护结构包括承重部和弹性支撑部，弹性支撑部包括弹性支撑件，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上并形成弹性构型，当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。

3、进一步地，弹性支撑部还包括固定连接结构，固定连接结构的一端与承重部连接，固定连接结构的另一端与弹性支撑件连接，缆芯螺旋绑缚至弹性支撑件远离固定连接结构的一端；和/或，弹性支撑部还包括连接件，固定连接结构通过连接件与承重部连接。

4、进一步地，弹性支撑部还包括弹性保护壳，弹性保护壳包覆在弹性构型的外周；和/或，弹性保护壳通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，硅胶材料或橡胶材料中掺杂有纤维材料。

5、进一步地，缆芯通过绑扎线绑缚至弹性支撑件远离固定连接结构的一端，并形成螺旋结构，螺旋结构能够相对于弹性支撑件沿缆芯的长度延伸方向滑动。

6、进一步地，承重部具有第一容纳腔，承力层粘接固定在第一容纳腔的内壁上，缆芯被构造为穿过第一容纳腔后螺旋绑缚在弹性支撑件上。

7、进一步地，固定连接结构具有第二容纳腔，缆芯被构造为依次穿过第一容纳腔和第二容纳腔后螺旋绑缚在弹性支撑件上。

8、进一步地，第一容纳腔为锥型容纳腔，第二容纳腔为柱型容纳腔。

9、进一步地，承力层包括非金属纤维承力层和非金属纤维编织层，非金属纤维编织层包覆在非金属纤维承力层的外周，并能够扎紧非金属纤维承力层；和/或，非金属纤维编织层和外护层能够将非金属纤维承力层的表面完全覆盖，且非金属纤维编织层的覆盖率小于或等于40％。

10、根据本发明的另一方面，提供了一种制备方法，制备方法用于制备上述的脐带缆，包括：将第三预设长度的脐带缆穿入第一容纳腔后，剥除部分外护层和承力层，以使第二预设长度的缆芯露出；将承力层固定在第一容纳腔的内壁上；将固定连接结构与承重部固定连接；使缆芯穿过第二容纳腔并将其绑缚在弹性支撑件上，以形成弹性构型；使弹性保护壳包覆在弹性构型的外周。

11、进一步地，将承力层固定在第一容纳腔的内壁上的步骤包括：裁剪承力层，使其在第一容纳腔内的长度为第一预设长度；将承力层粘接固定在第一容纳腔的内壁上。

12、应用本发明的技术方案，设置有承力层和弹性保护结构，其中，承力层包覆在缆芯外周，对缆芯进行保护，增强脐带缆的负载能力，抵抗水流和潮汐对脐带缆的影响，弹性保护结构位于脐带缆的端部，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上形成弹性构型，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩，即脐带缆端部的缆芯能够随着弹性支撑件的伸缩而伸缩，因此，能够显著提高脐带缆的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。同时，弹性构型能够消耗大部分的机械载荷，有效缓冲脐带缆所受的拉伸、冲击、屈挠等机械载荷，能够避免脐带缆出现蛇形、断芯、扭结等问题，从而保证脐带缆的使用寿命。

技术特征：

1.一种脐带缆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述弹性支撑部(42)还包括固定连接结构(423)，所述固定连接结构(423)的一端与所述承重部(41)连接，所述固定连接结构(423)的另一端与所述弹性支撑件(421)连接，所述缆芯(10)螺旋绑缚至所述弹性支撑件(421)远离所述固定连接结构(423)的一端；和/或，所述弹性支撑部(42)还包括连接件(424)，所述固定连接结构(423)通过所述连接件(424)与所述承重部(41)连接。

3.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述弹性支撑部(42)还包括弹性保护壳(422)，所述弹性保护壳(422)包覆在所述弹性构型的外周；和/或，所述弹性保护壳(422)通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，所述硅胶材料或所述橡胶材料中掺杂有纤维材料。

4.根据权利要求2所述的脐带缆，其特征在于，所述缆芯(10)通过绑扎线绑缚至所述弹性支撑件(421)远离所述固定连接结构(423)的一端，并形成螺旋结构，所述螺旋结构能够相对于所述弹性支撑件(421)沿所述缆芯(10)的长度延伸方向滑动。

5.根据权利要求2所述的脐带缆，其特征在于，所述承重部(41)具有第一容纳腔(411)，所述承力层(20)粘接固定在所述第一容纳腔(411)的内壁上，所述缆芯(10)被构造为穿过所述第一容纳腔(411)后螺旋绑缚在所述弹性支撑件(421)上。

6.根据权利要求5所述的脐带缆，其特征在于，所述固定连接结构(423)具有第二容纳腔(412)，所述缆芯(10)被构造为依次穿过所述第一容纳腔(411)和所述第二容纳腔(412)后螺旋绑缚在所述弹性支撑件(421)上。

7.根据权利要求6所述的脐带缆，其特征在于，所述第一容纳腔(411)为锥型容纳腔，所述第二容纳腔(412)为柱型容纳腔。

8.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述承力层(20)包括非金属纤维承力层(21)和非金属纤维编织层(22)，所述非金属纤维编织层(22)包覆在所述非金属纤维承力层(21)的外周，并能够扎紧所述非金属纤维承力层(21)；和/或，所述非金属纤维编织层(22)和所述外护层(30)能够将所述非金属纤维承力层(21)的表面完全覆盖，且所述非金属纤维编织层(22)的覆盖率小于或等于40％。

9.一种制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1至8中任一项所述的脐带缆，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，将所述承力层(20)固定在所述第一容纳腔(411)的内壁上的步骤包括：

技术总结
本发明提供了一种脐带缆及其制备方法。该脐带缆包括：缆芯；承力层，承力层包覆在缆芯的外周；外护层，外护层包覆在承力层的外周；以及弹性保护结构，弹性保护结构位于脐带缆的端部，弹性保护结构包括承重部和弹性支撑部，弹性支撑部包括弹性支撑件，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上并形成弹性构型，当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。本发明的技术方案的脐带缆，能够解决现有脐带缆应用于大水深环境时，长期受到高强度的机械载荷，导致脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命的问题。

技术研发人员：顾浩然,牛学超,陈紫薇,邱兴宇,顾春飞,陆建佳,孙杰
受保护的技术使用者：中天科技海缆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12