專利名稱：深海探測(cè)設(shè)備用中性纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明深海探測(cè)設(shè)備用中性纜涉及一種海洋工程用特種電纜，特別適用于水深500米以下的深海探測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
按照我國(guó)對(duì)海洋深度的定義，一般海水深度大于500米為深海。深海探測(cè)系統(tǒng)一般包括水下運(yùn)載器、中繼器、臍帶纜、升沉補(bǔ)償裝置、絞車以及操作控制臺(tái)等部分，其中臍帶纜包括連接母船與中繼器的鎧裝纜和連接中繼器與水下運(yùn)載器的中性纜。中性纜的特點(diǎn)是其在海水中的密度與海水的密度相等或略小于海水的密度，從而使其在海水中不產(chǎn)生重力(即零浮力)，易于定位，最大程度上減小對(duì)水下運(yùn)載器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，大大提高了水下運(yùn)載器的靈活性。以往的浮力(可控)電纜、浮水電纜、漂浮電纜、拖曳電纜、臍帶電纜等主要存在的 問題是
1)未指明適用水深或適用水深一般較小，不適用于深海探測(cè)系統(tǒng)；
2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中未設(shè)計(jì)接地線，難以保證電路短路、漏電等情況下產(chǎn)生的電流流向大地，不具備電路短路、漏電保護(hù)的功能；
3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中未設(shè)計(jì)徑向阻水層，如果護(hù)套受到損傷，難以阻止海水侵入纜芯中；
4)產(chǎn)品無法在高工作張力狀態(tài)下工作，即產(chǎn)品不具備高工作拉伸強(qiáng)度；
5)為使產(chǎn)品在海水中具備漂浮能力，一般采用單獨(dú)設(shè)計(jì)發(fā)泡層或發(fā)泡填充芯的形式，制造工序復(fù)雜，制造成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足之處，提供一種深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，特別適用于水深500米以下的深海探測(cè)設(shè)備。深海探測(cè)設(shè)備用中性纜采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)深海探測(cè)設(shè)備用中性纜包括中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元、接地線、填充阻水材料、徑向阻水繞包層、內(nèi)護(hù)層、芳絕加強(qiáng)層和外護(hù)層。動(dòng)力單元具有動(dòng)力單元導(dǎo)體，在動(dòng)力單元導(dǎo)體外擠包有動(dòng)力單元絕緣層；控制單元具有控制單元導(dǎo)體，在控制單元導(dǎo)體外擠包有控制單元絕緣層；光纖單元包括光纖、不銹鋼管和光纖單元保護(hù)層，光纖被包覆在不銹鋼管內(nèi)，在不銹鋼管外擠包有光纖單元保護(hù)層；接地線具有接地線導(dǎo)體，在接地線導(dǎo)體外擠包有半導(dǎo)電護(hù)套層。將所述動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元螺旋絞合在中心填充芯的周圍，接地線分布在動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元之間的間隙中構(gòu)成纜芯，在纜芯的中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元和接地線間隙中填充阻水材料，在纜芯外部有徑向阻水繞包層，徑向阻水繞包層外擠包有內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層外纏繞有芳綸加強(qiáng)層，在芳綸加強(qiáng)層外擠包有外護(hù)層。所述中心填充芯采用塑料材料。所述動(dòng)力單元導(dǎo)體采用銅、鋁或其復(fù)合材料，所述動(dòng)力單元絕緣層可以采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。所述控制單元導(dǎo)體采用銅、鋁或其復(fù)合材料，所述控制單元絕緣層可以采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。所述光纖單元中含有若干根單模或多模光纖，所述不銹鋼管采用316L不銹鋼材料，所述光纖單元保護(hù)層可以采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。所述接地線導(dǎo)體采用銅、鋁或其復(fù)合材料，所述接地線半導(dǎo)電護(hù)套層采用半導(dǎo)電塑料材料。所述填充阻水材料采用雙組份自交聯(lián)型硅橡膠材料。所述徑向阻水繞包層采用自粘型金屬塑料復(fù)合帶。所述內(nèi)護(hù)層采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。所述芳綸加強(qiáng)層采用芳綸纏繞加強(qiáng)承力的方式，芳綸纏繞后疏編一層纖維繩。所述外護(hù)層采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。本發(fā)明深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，動(dòng)力單元最高工作電壓為3. 4kV，動(dòng)力單元至少設(shè)置有3芯；控制單元最高工作電壓為2. 2kV，控制單元至少設(shè)置有2芯；光纖單元設(shè)置I組，光纖單元中設(shè)置有單?；蚨嗄９饫wI 12芯；接地線設(shè)置有6芯。斷裂拉伸強(qiáng)度不小于90kN，工作拉伸強(qiáng)度不小于15kN，適用水深500米以下。 本發(fā)明的有益效果是
深海探測(cè)設(shè)備用中性纜結(jié)構(gòu)圓整、緊湊，設(shè)計(jì)合理，動(dòng)力單元和控制單元可實(shí)現(xiàn)母船對(duì)深海探測(cè)設(shè)備所需電能的傳輸，動(dòng)力單元和控制單元導(dǎo)體截面和工作電壓可以不同，即滿足了不同電壓等級(jí)電動(dòng)機(jī)對(duì)電能的需求。光纖單元可將深海探測(cè)設(shè)備獲得的圖像等各種信息上傳至母船，并將母船下達(dá)的各種指令等信息下傳給深海探測(cè)設(shè)備，確保深海探測(cè)設(shè)備能夠進(jìn)行各種科學(xué)研究所需要的操作。接地線可以將電路短路、漏電等情況下產(chǎn)生的電流導(dǎo)向大地，具有電路短路、漏電保護(hù)的功能。填充阻水材料采用雙組份自交聯(lián)型硅橡膠材料，確保本發(fā)明具備卓越的軸向水密性能，從而保證其在水深500米以下使用時(shí)的可靠性。徑向阻水繞包層采用自粘型金屬塑料復(fù)合帶，確保本發(fā)明具備卓越的徑向阻水性能，從而保證其外護(hù)層受到損傷時(shí)阻止海水浸入纜芯。芳綸加強(qiáng)層采用芳綸纏繞加強(qiáng)的形式，既保證了本發(fā)明斷裂抗拉強(qiáng)度不小于90kN，又使其具有良好的柔軟性能；芳綸纏繞后疏編一層纖維繩，保證了芳綸加強(qiáng)層與外護(hù)層具有良好的粘附力。外護(hù)層采用熱塑性彈性體材料，該熱塑性彈性體材料主要成分為聚丙烯(PP)和三元乙丙橡膠(EPDM)的共混物，材料密度小于lg/cm3，具有優(yōu)良的柔軟性、抗拉強(qiáng)度、耐水解、耐候性和耐酸堿等特性，易于加工成型，通過合理的選材和精確的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，使本發(fā)明在海水中的密度與海水的密度相等或略小于海水的密度，從而使其在海水中不產(chǎn)生重力(即零浮力)，易于定位，最大程度上減小對(duì)水下運(yùn)載器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，大大提高了水下運(yùn)載器的靈活性。外護(hù)層設(shè)計(jì)厚度不小于8_，既保證了本發(fā)明具有優(yōu)良的柔軟性、抗拉強(qiáng)度、耐水解、耐候性和耐酸堿等特性，又使其具備抵抗水深500米以下水壓的能力，從而保證其使用的可靠性。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖I是深海探測(cè)設(shè)備用中性纜結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是深海探測(cè)設(shè)備用中性纜動(dòng)力單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是深海探測(cè)設(shè)備用中性纜控制單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是深海探測(cè)設(shè)備用中性纜光纖單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是深海探測(cè)設(shè)備用中性纜接地線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖I 5，深海探測(cè)設(shè)備用中性纜包括中心填充芯I、動(dòng)力單元2、控制單元3、光纖單元4、接地線5、填充阻水材料6、徑向阻水繞包層7、內(nèi)護(hù)層8、芳綸加強(qiáng)層9和外護(hù)層10。動(dòng)力單元2具有動(dòng)力單元導(dǎo)體2-1,在動(dòng)力單元導(dǎo)體2-1外擠包有動(dòng)力單元絕緣層2-2 ;控制單元3具有控制單元導(dǎo)體3-1，在控制單元導(dǎo)體3-1外擠包有控制單元絕緣層3-2 ;光纖單元4包括光纖4-1、不銹鋼管4-2和光纖單元保護(hù)層4-3，光纖4_1被包覆在不銹鋼管4-2內(nèi)，在不銹鋼管4-2外擠包有光纖單元保護(hù)層3-3 ;接地線5具有接地線導(dǎo)體5-1，在接地線導(dǎo)體5-1外擠包有半導(dǎo)電護(hù)套層5-2。將所述動(dòng)力單元2、控制單元3和光纖單元4螺旋絞合在中心填充芯I的周圍，接地線5分布在動(dòng)力單元2、控制單元3和光纖單元4之間的間隙中構(gòu)成纜芯，在纜芯的中心填充芯I、動(dòng)力單元2、控制單元3、光纖單元4和接地線5間隙中填充阻水材料6，在纜芯外部有徑向阻水繞包層7，徑向阻水繞包層7外擠包有內(nèi)護(hù)層8，內(nèi)護(hù)層8外纏繞有芳綸加強(qiáng)層9，在芳綸加強(qiáng)層9外擠包有外護(hù)層10。所述中心填充芯I采用塑料材料。所述動(dòng)力單元導(dǎo)體2-1采用銅、鋁或其復(fù)合材料，動(dòng)力單元絕緣層2-2可以是塑料或橡膠材料，也可以是熱塑性彈性體材料?？刂茊卧獙?dǎo)體3-1采用銅、鋁或其復(fù)合材料，控制單元絕緣層3-2可以采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。光纖單元4中含有若干根單?；蚨嗄９饫w4-1，不銹鋼管4-2采用316L不銹鋼材料，光纖單元保護(hù)層4-3可以采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。接地線導(dǎo)體5-1采用銅、鋁或其復(fù)合材料，接地線半導(dǎo)電護(hù)套層5-2采用半導(dǎo)電塑料材料。填充阻水材料6采用雙組份自交聯(lián)型硅橡膠材料。徑向阻水繞包層7采用自粘型 金屬塑料復(fù)合帶。內(nèi)護(hù)層8采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。芳綸加強(qiáng)層9采用芳綸纏繞加強(qiáng)承力的方式，芳綸纏繞后疏編一層纖維繩。所述外護(hù)層10采用塑料或橡膠材料，也可以采用熱塑性彈性體材料。所述外護(hù)層10采用熱塑性彈性體材料，該熱塑性彈性體材料主要成分為聚丙烯(PP)和三元乙丙橡膠(EPDM)的共混物，材料密度小于lg/cm3，具有優(yōu)良的柔軟性、抗拉強(qiáng)度、耐水解、耐候性和耐酸堿等特性，易于加工成型，通過合理的選材和精確的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，使本發(fā)明在海水中的密度與海水的密度相等或略小于海水的密度，從而使其在海水中不產(chǎn)生重力(即零浮力)，易于定位，最大程度上減小對(duì)水下運(yùn)載器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，大大提高了水下運(yùn)載器的靈活性。所述外護(hù)層設(shè)計(jì)厚度不小于8_，既保證了本發(fā)明具有優(yōu)良的柔軟性、抗拉強(qiáng)度、耐水解、耐候性和耐酸堿等特性，又使其具備抵抗水深3500米水壓的能力，從而保證其使用的可靠性。所述深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，所述動(dòng)力單元2最高工作電壓為3. 4kV，所述動(dòng)力單元2至少設(shè)置有3芯；所述控制單元3最高工作電壓為2. 2kV，所述控制單元3至少設(shè)置有2芯；所述光纖單元4設(shè)置I組，所述光纖單元4中設(shè)置有單模或多模光纖I 12芯；所述接地線設(shè)置有6芯。斷裂拉伸強(qiáng)度不小于90kN，工作拉伸強(qiáng)度不小于15kN，適用水深500米以下。本發(fā)明深海探測(cè)設(shè)備用中性纜屬于海洋工程用特種電纜，適用于深海探測(cè)系統(tǒng)中中繼器與水下運(yùn)載器的連接。其特點(diǎn)是在海水中的密度與海水的密度相等或略小于海水的密度，從而使其在海水中不產(chǎn)生重力(即零浮力)，易于定位，最大程度上減小對(duì)水下運(yùn)載器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，大大提高了水下運(yùn)載器的靈活性。 ·
權(quán)利要求
1.一種深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于包括中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元、接地線、填充阻水材料、徑向阻水繞包層、內(nèi)護(hù)層、芳綸加強(qiáng)層和外護(hù)層；所述動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元螺旋絞合在中心填充芯的周圍，接地線分布在動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元之間的間隙中構(gòu)成纜芯，在纜芯的中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元和接地線間隙中填充阻水材料，在纜芯外部有徑向阻水繞包層，徑向阻水繞包層外擠包有內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層外纏繞有芳綸加強(qiáng)層，在芳綸加強(qiáng)層外擠包有外護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述動(dòng)力單元具有動(dòng)力單元導(dǎo)體，在動(dòng)力單元導(dǎo)體外擠包有動(dòng)力單元絕緣層；所述動(dòng)力單元至少設(shè)置有3芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述控制單元具有控制單元導(dǎo)體，在控制單元導(dǎo)體外擠包有控制單元絕緣層；所述控制單元至少設(shè)置有2芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述光纖單元包括光纖、不銹鋼管和光纖單元保護(hù)層，光纖被包覆在不銹鋼管內(nèi)，在不銹鋼管外擠包有光纖單 元保護(hù)層；所述光纖單元設(shè)置I組，光纖單元中設(shè)置有單?；蚨嗄９饫wI 12芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述接地線具有接地線導(dǎo)體，在接地線導(dǎo)體外擠包有半導(dǎo)電護(hù)套層；所述接地線設(shè)置有6芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述填充阻水材料采用雙組份自交聯(lián)型硅橡膠材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述徑向阻水繞包層采用自粘型金屬塑料復(fù)合帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述中心填充芯采用塑料材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述芳綸加強(qiáng)層采用芳綸纏繞加強(qiáng)承力的方式，芳綸纏繞后疏編一層纖維繩。
10.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的深海探測(cè)設(shè)備用中性纜，其特征在于所述外護(hù)層采用熱塑性彈性體材料,該熱塑性彈性體材料成分為聚丙烯和三元乙丙橡膠的共混物,材料密度小于lg/cm3,外護(hù)層設(shè)計(jì)厚度不小于8mm。
全文摘要
本發(fā)明深海探測(cè)設(shè)備用中性纜涉及一種海洋工程用特種電纜，特別適用于水深500米以下的深海探測(cè)設(shè)備。包括中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元、接地線、填充阻水材料、徑向阻水繞包層、內(nèi)護(hù)層、芳綸加強(qiáng)層和外護(hù)層；所述動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元螺旋絞合在中心填充芯的周圍，接地線分布在動(dòng)力單元、控制單元和光纖單元之間的間隙中構(gòu)成纜芯，在纜芯的中心填充芯、動(dòng)力單元、控制單元、光纖單元和接地線間隙中填充阻水材料，在纜芯外部有徑向阻水繞包層，徑向阻水繞包層外擠包有內(nèi)護(hù)層，內(nèi)護(hù)層外纏繞有芳綸加強(qiáng)層，在芳綸加強(qiáng)層外擠包有外護(hù)層。
文檔編號(hào)H01B7/04GK102751018SQ20121023088
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者張建民, 栗雪松, 胡明, 蔡炳余, 薛建林, 謝書鴻, 譚愛林, 馬志金 申請(qǐng)人:中天科技海纜有限公司, 江蘇中天科技股份有限公司