[发明专利]一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆及其设计方法

说明书

本发明公开了一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆，包括导体、半导电阻水带、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属套、半导电PE护套、内衬层、铠装和外被层，所述半导电阻水带、所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属套、所述半导电PE护套、所述内衬层、所述铠装和所述外被层从内而外依次包裹在所述导体上，所述铠装由若干Z型钢丝组成，若干所述Z型钢丝首尾相配合连接。通过上述方式，本发明一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆及其设计方法，该设计方法制造的电缆解决了圆形钢丝铠装结构受力破损后易松散，海水中不易打捞的问题，异型钢丝排列更加紧凑，用其代替圆形钢丝可使钢丝数量减少，节约成本。

技术领域

本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆及其设计方法。

背景技术

随着海岛开发战略和海上可再生能源发电的快速发展，尤其是海上风力发电的迅速扩张，海底高压电力电缆需求越来越大。

目前应用最广泛的海底高压电缆的铠装结构为圆形钢丝绞合形式，但在实际应用过程中，外层PP绳易被海水腐蚀，一旦受到外力，钢丝很有可能会发生松散，导致海缆失去外层保护。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆及其设计方法，能够起到钢丝不易松散的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆，包括导体、半导电阻水带、导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属套、半导电PE护套、内衬层、铠装和外被层，所述半导电阻水带、所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属套、所述半导电PE护套、所述内衬层、所述铠装和所述外被层从内而外依次包裹在所述导体上，所述铠装由若干Z型钢丝组成，若干所述Z型钢丝首尾相配合连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述Z型钢丝上所有内角和外角上均设有圆弧倒角r。

在本发明一个较佳实施例中，所述铠装中所述Z型钢丝的层数包括单层和双层。

一种全锁式钢丝铠装海底电力电缆的设计方法，具体步骤包括：

1)计算所设计海缆所述铠装中所述Z型钢丝实际总面积S_实；

3)计算所述铠装所能承受的最大张力F；

3)计算所述钢丝的质量G₂和同体积电缆排开水的质量G₃；

4)计算单位长度电缆水中重量W(电缆自重减去同体积排开水的重量)和最大允许水底接触点对电缆的张力H；

5)计算水深为0～500米时电缆所受张力T；

6)判断所能承受的最大张力F与水深为0～500米时电缆所受张力T之间的大小。

在本发明一个较佳实施例中，步骤1中通过公式(1)计算海缆所述铠装中所述Z型钢丝实际总面积S_实,

其中n为所述钢丝根数，S为所述铠装中所述Z型钢丝总面积，D₁为安装所述铠装前电缆外径，D₂为安装所述铠装后电缆外径，d₁为所述Z型钢丝截面高度，d₂为所述Z型钢丝截面高度中部宽度，d₁和d₂的取值相等，η为修正系数。

在本发明一个较佳实施例中，步骤2)中将步骤1)计算得到的海缆所述铠装内所述Z型钢丝实际面积S_实代入计算公式(2)中，从而计算出所述铠装所能承受的最大张力F，

F＝σS_实 (2)