[发明专利]一种多芯直流海缆及其生产方法

说明书

本发明提供一种多芯直流海缆，包括两个相同的极性电单元、附加电单元组件、若干个填充条、包带、垫层、铠装层、外护层，附加电单元组件的截面外径与极性电单元的截面外径相同；两个极性电单元与附加电单元组件绞合在一起，外部依次包裹包带、垫层、铠装层、外护层；两个极性电单元、附加电单元组件与包带之间的空隙中设置若干填充条。所述多芯直流海缆有利于节省敷设费用和敷设时间能够有效解决不同外径电单元的圆整度问题。本发明还提供一种多芯直流海缆的生产方法，借助重力在竖直方向将两个极性电单元与附加电单元组件完成绞合，稳定高效地实现多芯直流海缆的绞合。

技术领域

本发明涉及海底电缆技术领域，更准确的说涉及一种多芯直流海缆及其生产方法。

背景技术

直流海缆适用于连接直流输电系统两端换流设备，配套海缆附件搭建完整的水下或陆地输电线路系统，常服务于大容量、长距离的输电工程，需求导体截面较大，因此，现有技术中的直流海缆多采用单芯海缆结构设计。现有技术的海缆采用大截面单芯结构，造成工程成本高、周期长，总体成本较高。此外，单芯直流海缆在复合光纤时需要将光单元填充在铠装层中，或者单独增加光纤填充层，放置在铠装层内增加了光纤单元受损的风险，单独增加光纤填充层会额外增加直流海缆原材料成本，并由于增加隔热材料降低海缆输送容量。

通常情况下，伪双极直流海缆输电系统由两根极性直流海缆构成回路，一旦其中一根出现故障则将导致整个回路无法正常运行；在真双极直流海缆输电系统中会增加一条回流海缆，由三根海缆构成回路，当某一根极性海缆故障时，完好的一根极性海缆可借助回流海缆构成回路，保有一半的传输容量。目前为了避免伪双极系统两根极性海缆中有一根出现故障后系统整体停运，也采用另外增加一根备用极性海缆的解决方案，使原有极性海缆出现一根故障后通过切换至备用海缆重新构成回路。

在直流海缆输电系统的构建过程中，主要成本投入包括括换流系统、海缆本体及海缆施工三方面的投入。其中海缆施工中的关键内容是海缆敷设。由于直流海缆常规的单芯结构特点，每回路的两根或三根直流海缆均需单独进行敷设，会增加施工周期和施工船的成本投入。为了解决成本过高的问题，本领域现有的方案是使用装配两个独立转盘的施工船，同时进行两根单芯直流海缆的敷设，并在敷设同时捆绑，一次性完成施工，以节约时间和成本。但是，对于三根单芯直流海缆还没有成功经验和案例。此外，捆绑敷设方案对施工船的要求较高，需要特制多转盘施工船并完成辅助设备的改造升级，需要投入较高的成本，不利于大范围推进。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多芯直流海缆，采用两个相同的极性电单元与附加电单元组件一体化成缆并统包铠装的结构，附加电单元组件截面外径与极性电单元截面外径相同，且内部极性电单元与附加电单元组件之间设置填充条，降低材料成本和敷设成本，同时保证尺寸不同的线芯成缆的圆整度。

本发明的另一个目的在于提供一种多芯直流海缆的绞合装置，通过在转盘上设置配重物，实现多芯直流电缆绞合装置的稳定运行。

本发明的另一个目的在于提供一种多芯直流海缆的生产方法，采用所述多芯直流海缆绞合装置，借助重力在竖直方向将两个极性电单元与附加电单元组件完成绞合，稳定高效地实现多芯直流海缆的绞合。

为了达到上述目的，本发明提供一种多芯直流海缆，包括两个相同的极性电单元、附加电单元组件、若干个填充条、包带、垫层、铠装层、外护层，所述附加电单元组件的截面外径与所述极性电单元的截面外径相同；两个所述极性电单元与所述附加电单元组件绞合在一起，外部依次包裹所述包带、所述垫层、所述铠装层、所述外护层；两个所述极性电单元、所述附加电单元组件与所述包带之间的空隙中设置若干所述填充条。

优选地，所述附加电单元组件包括附加电单元和至少一个设置在所述附加电单元侧部的附加填充条。

优选地，所述附加电单元组件包括两个半圆形的附加填充条，两个所述附加填充条设置在所述附加电单元两侧，两个所述附加填充条构成近圆周形状。