[发明专利]异种金属海缆导体及其加工方法

说明书

异种金属海缆导体及其加工方法，属于海缆制造技术领域。先将铜丝和金属丝绞合成导体，然后通过非贯穿金属套管焊接成整体进行导体连接，在保证焊接后导体整体机械性能和电气性能并满足载流量要求的前提下，导体材料采用铝或铝合金代替铜，可有效降低导体制造成本，而通过减小铜导体段截面积实现异种金属导体变截面焊接，可进一步降低铜导体段的制造成本，进而大幅度降低海缆的制造成本，达到节本增效的作用。

技术领域

本发明涉及一种节本增效用异种金属海缆导体及其加工方法，属于海缆制造技术领域。

背景技术

海底电缆作为海洋工程开发的重要组成部分，主要用于海上风电、海上油气平台、海洋矿物开采、岛屿电网互联等海洋工程领域的能源传输。传统海缆采用铜作为导体的制作材料，但铜的市场价格较高，当用于长距离传输时，铜的用量非常大，制造一根大长度铜芯海缆所需成本的构成中，铜的比例就占到了一大部分，且随着海缆截面积增大，占比部分也不断增加，甚至超过50%，导致传统海缆的制造成本居高不下，不利于海上风电事业的发展。同时，由于铜的密度较大，随着海缆敷设长度的增加，大长度铜芯海缆的重量比较大，导致安装敷设成本高，敷设效率受到很大影响。

铝或铝合金作为另一种导体制作材料，具有耐腐蚀、导热性好、伸长率高、机械性能好、环保等特点，原材料价格远低于铜。但是，若单纯用铝或铝合金材料制作海缆导体，铝导体或铝合金导体在海缆终端处存在与电缆终端端头接触不良的隐患，存在潜在风险，这也是铝芯或铝合金芯海缆在实际项目中应用没有被广泛普及的原因之一。如果在敷设区间内采用铝或铝合金导体代替铜导体，能大大降低海缆的成本，其密度也低于铜，可有效降低海缆重量，利于敷设，提高效率。

现有的节能增效用海缆导体加工方法多采用铝或铝合金金属丝与铜丝单丝对焊，然后分层紧压，相邻层反向绞合制成导体，但是，这种加工工艺必须保证铜丝与铝或铝合金金属丝的根数和直径相等，在满足载流量要求的情况下，铜丝导体部分的直径往往会大于实际真实需要，从而造成材料上极大的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，在保障焊接后海缆导体整体机械性能和电气性能的前提下，缩小铜丝导体的直径，提供一种更优的、变截面的异种金属海缆导体及其加工方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一个目的是提供一种异种金属海缆导体，其特征是，包括：

金属导体一，由铜单丝绞合而成；

金属导体二，由非铜金属单丝绞合而成；所述非铜金属单丝为铝丝或铝合金丝；

金属套管，其空腔内部设有隔断，以将金属套管空腔分成两个安装盲孔；

所述金属导体一的截面积小于所述金属导体二的截面积，所述金属导体一、金属导体二分别插装于两个安装盲孔内。

本发明的第二个目的是提供一种异种金属海缆导体的加工方法，其特征是，包括以下步骤：

1）准备铜丝、非铜金属丝，所述金属丝为铝丝或铝合金丝；将铜丝、非铜金属丝表面的氧化膜层清理并保持干净呈金属光泽；

2）将若干根经步骤1）表面精处理后的同材质导体单丝分别绞合紧压得到有若干层同材质导体单丝构成的海底电缆用导体—金属导体一（铜导体）、金属导体二（非铜金属导体）；

用铜丝做扎线，将铜导体和非铜金属导体线芯端头分别扎紧后锯齐锉平，然后对表面进行打磨处理，保证表面平整光滑无毛刺；

3）准备金属套管，所述金属套管考虑电气连接性能一般采用铜套管，铜套管的圆柱空腔内设置有不贯穿的隔断，形成两个安装盲孔，两安装盲孔内径D₁、D₂不等，随两侧金属导体截面大小变化，内径公差精度高、内壁光洁；金属套管两侧安装盲孔内壁光洁并且表面应有镀锡层；

4）将经步骤2）形成的两种材质的金属导体，分别从金属套管两端插装于两个安装盲孔内，直至两金属导体端部顶住金属套管的隔断处；