專利名稱：無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于交流電力系統的無磁合金鋼絲鎧裝單芯海底電力電纜。 用于替代普通鍍鋅低碳鋼絲鎧裝的單芯交流海底電力電纜，屬于電纜技術領域。
背景技術：
目前所使用于交流電力系統的單芯海底電力電纜，包括輸送較大功率交流電能的單芯海底電力電纜和同時進行通信或傳送信息的單芯海底光纖復合電力電纜。單芯海底電力電纜一般由導電線芯，絕緣層，防水的金屬屏蔽層，內護層，鋼絲鎧裝和外被層所組成。在導電線芯的外面包裹導體屏蔽、絕緣和絕緣屏蔽；在絕緣屏蔽的外面包裹縱向阻水緩沖層； 在阻水緩沖層的外面為徑向密閉的金屬屏蔽層，海底電力電纜的金屬屏蔽層因為有特殊的防海水腐蝕要求，一般均采用擠包的合金鉛護套屏蔽結構；鎧裝層一般采用鍍鋅低碳鋼絲鎧裝結構。海底電纜的鋼絲鎧裝層外是經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成的外護層。海底電纜由于處于惡劣的自然環境中，要能夠保證長時間、穩定地輸送電力能源， 同時海底電纜在敷設安裝施工中又要能夠承受較大的拉力和較強的外來機械力的作用，因此對海底電纜結構機械強度提出了較高的要求。鋼絲鎧裝因為能達到這些要求，從而成為以往海底電纜外層防護設計的首選結構。但是，對于傳輸大功率交流電能的單芯海底電力電纜而言，這層鋼絲鎧裝使單芯交流海底電力電纜增加了一重由鐵磁材料形成的交變磁場及較高的電磁感應電勢，由此在傳輸交流電能的單芯海底電力電纜內部的普通低碳鋼絲鎧裝層中產生較大的磁滯損耗和渦流損耗，以及進一步增大了單芯電力電纜的環流損耗。這些磁損耗因數的增加，增大了電纜內部鋼絲鎧裝層的發熱量，從而大幅度降低了單芯鋼絲鎧裝海底電力電纜導體的額定載流量。鎧裝有磁性鋼絲固有的較高的交變電磁能量損耗是交流單芯鋼絲鎧裝電力電纜的缺點。
發明內容本實用新型主要是提供一種機械強度好，耐腐蝕性能好，耐磨損性能好，磁導率低，渦流損耗小，適合應用于高壓、超高壓交流輸電的無磁合金鋼絲鎧裝單芯海底電力電纜。解決了現有技術所存在的鍍鋅低碳鋼絲鎧裝單芯交流海底電力電纜的電磁能量損耗高，額定載流量低，耐腐蝕、耐磨損性能差的技術問題。本實用新型的目的是這樣實現的一種無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，所述的無磁合金鋼絲鎧裝海底電力電纜包括位于中心的阻水導體，導體外包裹有導體屏蔽層， 在導體屏蔽層外設有絕緣層，絕緣層外設有絕緣屏蔽層，絕緣屏蔽層設有阻水緩沖層，阻水緩沖層外設有金屬套屏蔽層，金屬套屏蔽層外為金屬套保護層，金屬套保護層外為鎧裝層， 鎧裝層外為外護層。所述的絕緣層是由交聯聚乙烯絕緣料構成。所述的金屬套屏蔽層是由合金鉛套構成。所述的金屬套保護層包括防腐蝕涂層，防腐涂層外包裹有半導電聚烯烴塑料護套，然后再由經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成。所述的鎧裝層采用奧氏體無磁合金鋼絲制成。外護層由經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成。在導體內部，導體與導體屏蔽層間隙，絕緣屏蔽層與金屬合金鉛套間隙均設有有阻水結構。本實用新型提供的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，具有以下有益效果1.與普通低碳鋼絲鎧裝鋼絲的單芯海底電力電纜相比較，采用無磁合金鋼絲鎧裝的單芯海底電力電纜在交變磁場中的磁滯損耗和渦流損耗極小，從而降低了電纜的在交變磁場中的各項電磁能量損耗因數，因此采用無磁合金鋼絲鎧裝的單芯海底電力電纜，節能效果明顯。是典型的綠色節能輸電電纜。一般每回路三根單芯電纜每千米節能120 180kW。按每度電0. 5元核算，10千米海底電纜敷設長度，一年節電價值525. 6 788. 4萬兀。2.采用無磁合金鋼絲鎧裝的單芯海底電力電纜在交變磁場中的各項電磁能量損耗因數低，降低了電纜內部鋼絲鎧裝層的發熱量，從而大幅度提高了電纜導體的額定載流量。長期的實驗證明，電纜導電線芯的截面積相同，在同樣的敷設環境中，采用無磁材料鎧裝的交流單芯電力電纜與普通鍍鋅鋼絲鎧裝電力電纜相比較，電纜的額定載流量增加 30%—60%。3.采用無磁合金鋼絲做海底電力電纜鎧裝層，具有良好的機械性能和防腐蝕性能，具有特殊的抗沖擊和耐磨損性能。4.采用無磁合金鋼絲鎧裝的單芯海底電力電纜與非磁性銅合金絲和無磁合金不銹鋼絲鎧裝海底電力電纜相比較，成本較低，每生產1千米新型無磁合金鋼絲鎧裝海底電纜，節約材料費用16 52萬元。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的結構如圖1所示，一種無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，所述的無磁合金鋼絲鎧裝海底電力電纜包括位于中心的阻水導體1，導體1外包裹有導體屏蔽層 2，在導體屏蔽層2外設有絕緣層3，絕緣層3外設有絕緣屏蔽層4，絕緣屏蔽層4外設有阻水緩沖層5，阻水緩沖層5外設有金屬套屏蔽層6，金屬套屏蔽層6外為金屬套保護層7，金屬套保護層外為鎧裝層8，鎧裝層8外為外護層9。所述的絕緣層3是由交聯聚乙烯絕緣料構成。交聯聚乙烯絕緣性好，與充油紙絕緣海底電纜相比較機械性能更好，提高了海底電力電纜使用的穩定性。所述的金屬套屏蔽層6是由合金鉛套構成。在絕緣線芯阻水緩沖層的外面為徑向密閉的金屬屏蔽層，海底電力電纜的金屬屏蔽層因為有特殊的防海水腐蝕要求，一般均采用擠包的合金鉛護套屏蔽結構。所述的金屬套保護層7包括防腐蝕涂層，防腐涂層外包裹有半導電聚烯烴塑料護套，然后再由經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成。這種結構增強保護電纜的合金鉛護套屏蔽層，同時又提高海底電力電纜的抗腐蝕性能。外護層9由經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成。鎧裝層8采用奧氏體無磁合金鋼絲制成。所述的單芯交流海底電力電纜鎧裝無磁合金鋼絲為奧氏體無磁合金鋼絲，其組分可根據客戶對海底電纜敷設使用環境、機械性能的不同要求，對無磁合金鋼絲的所含化學元素成分做適當調整，其成分含量調整變化范圍包含，按重量百分比為碳的含量為含0.03% ；錳的含量為12% 14% ；硅的含量含1% ；鉻的含量為15.0% 18.0% ；銅的含量為2. 5% 4. 0% ；余量為鐵。作為優選，所述的鎧裝層為奧氏體無磁合金鋼絲，其組分包含，按重量百分比為 碳的含量為0. 03%，錳的含量為13%，硅的含量為0.5%，鉻的含量為15%，銅的含量為 3%，余量為鐵。具有上述組分的奧氏體的無磁合金鋼絲，組織穩定，力學性能優良。通過試驗可以得到無磁合金鋼絲如下表的相關參數
權利要求1.一種無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于所述的無磁合金鋼絲鎧裝海底電力電纜包括位于中心的阻水導體(1)，導體(1)外包裹有導體屏蔽層(2)，在導體屏蔽層(2)外設有絕緣層(3)，絕緣層(3)外設有絕緣屏蔽層(4)，絕緣屏蔽層(4)外設有阻水緩沖層(5)，阻水緩沖層(5)外設有金屬套屏蔽層(6)，金屬套屏蔽層(6)外為金屬套保護層 (7)，金屬套保護層外為鎧裝層(8)，鎧裝層(8)外為外護層(9)。
2.根據權利要求1所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于所述的絕緣層(3 )是由交聯聚乙烯絕緣料構成。
3.根據權利要求1所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于所述的金屬套屏蔽層(6)是由合金鉛套構成。
4.根據權利要求1所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于所述的金屬套保護層(7)包括防腐蝕涂層，防腐涂層外包裹有半導電聚烯烴塑料護套。
5.根據權利要求1所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于外護層(9) 由經浙青浸漬的聚丙烯繩纏繞構成。
6.根據權利要求1所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于鎧裝層(8) 采用奧氏體無磁合金鋼絲制成。
7.根據權利要求1或3所述的無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，其特征在于在導體(1)內部，導體(1)與導體屏蔽層(2)間隙，絕緣屏蔽層(4)與金屬合金鉛套間隙均設有阻水結構。
專利摘要一種無磁合金絲鎧裝單芯海底電力電纜，所述的無磁合金鋼絲鎧裝海底電力電纜包括位于中心的導體，導體外包裹有導體屏蔽層，在導體屏蔽層外設有絕緣層，絕緣層外設有絕緣屏蔽層，絕緣屏蔽層設有阻水緩沖層，阻水緩沖層外設有金屬套屏蔽層，金屬套屏蔽層外為金屬套保護層，金屬套保護層外為鎧裝層，鎧裝層外為外護層。本實用新型采用無磁合金鋼絲鎧裝的單芯海底電力電纜在交變磁場中的磁滯損耗和渦流損耗極小，從而降低了電纜的在交變磁場中的各項電磁能量損耗因數，降低了電纜內部鋼絲鎧裝層的發熱量，從而大幅度提高了電纜導體的額定載流量。
文檔編號H01B9/02GK202258529SQ201120373979
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者吳建寧, 吳弘, 戚景贊, 曾學忠, 鄭運焱 申請人:宜昌聯邦電纜有限公司, 鄭運焱