異種金屬海纜導(dǎo)體及其加工方法技術(shù)

異種金屬海纜導(dǎo)體及其加工方法，屬于海纜制造技術(shù)領(lǐng)域。先將銅絲和金屬絲絞合成導(dǎo)體，然后通過非貫穿金屬套管焊接成整體進(jìn)行導(dǎo)體連接，在保證焊接后導(dǎo)體整體機(jī)械性能和電氣性能并滿足載流量要求的前提下，導(dǎo)體材料采用鋁或鋁合金代替銅，可有效降低導(dǎo)體制造成本，而通過減小銅導(dǎo)體段截面積實(shí)現(xiàn)異種金屬導(dǎo)體變截面焊接，可進(jìn)一步降低銅導(dǎo)體段的制造成本，進(jìn)而大幅度降低海纜的制造成本，達(dá)到節(jié)本增效的作用。的作用。的作用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
異種金屬海纜導(dǎo)體及其加工方法


[0001]本專利技術(shù)涉及一種節(jié)本增效用異種金屬海纜導(dǎo)體及其加工方法，屬于海纜制造


技術(shù)介紹

[0002]海底電纜作為海洋工程開發(fā)的重要組成部分，主要用于海上風(fēng)電、海上油氣平臺(tái)、海洋礦物開采、島嶼電網(wǎng)互聯(lián)等海洋工程領(lǐng)域的能源傳輸。傳統(tǒng)海纜采用銅作為導(dǎo)體的制作材料，但銅的市場(chǎng)價(jià)格較高，當(dāng)用于長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，銅的用量非常大，制造一根大長(zhǎng)度銅芯海纜所需成本的構(gòu)成中，銅的比例就占到了一大部分，且隨著海纜截面積增大，占比部分也不斷增加，甚至超過50%，導(dǎo)致傳統(tǒng)海纜的制造成本居高不下，不利于海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，由于銅的密度較大，隨著海纜敷設(shè)長(zhǎng)度的增加，大長(zhǎng)度銅芯海纜的重量比較大，導(dǎo)致安裝敷設(shè)成本高，敷設(shè)效率受到很大影響。
[0003]鋁或鋁合金作為另一種導(dǎo)體制作材料，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、伸長(zhǎng)率高、機(jī)械性能好、環(huán)保等特點(diǎn)，原材料價(jià)格遠(yuǎn)低于銅。但是，若單純用鋁或鋁合金材料制作海纜導(dǎo)體，鋁導(dǎo)體或鋁合金導(dǎo)體在海纜終端處存在與電纜終端端頭接觸不良的隱患，存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，這也是鋁芯或鋁合金芯海纜在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用沒有被廣泛普及的原因之一。如果在敷設(shè)區(qū)間內(nèi)采用鋁或鋁合金導(dǎo)體代替銅導(dǎo)體，能大大降低海纜的成本，其密度也低于銅，可有效降低海纜重量，利于敷設(shè)，提高效率。
[0004]現(xiàn)有的節(jié)能增效用海纜導(dǎo)體加工方法多采用鋁或鋁合金金屬絲與銅絲單絲對(duì)焊，然后分層緊壓，相鄰層反向絞合制成導(dǎo)體，但是，這種加工工藝必須保證銅絲與鋁或鋁合金金屬絲的根數(shù)和直徑相等，在滿足載流量要求的情況下，銅絲導(dǎo)體部分的直徑往往會(huì)大于實(shí)際真實(shí)需要，從而造成材料上極大的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，在保障焊接后海纜導(dǎo)體整體機(jī)械性能和電氣性能的前提下，縮小銅絲導(dǎo)體的直徑，提供一種更優(yōu)的、變截面的異種金屬海纜導(dǎo)體及其加工方法。
[0006]本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：本專利技術(shù)的第一個(gè)目的是提供一種異種金屬海纜導(dǎo)體，其特征是，包括：金屬導(dǎo)體一，由銅單絲絞合而成；金屬導(dǎo)體二，由非銅金屬單絲絞合而成；所述非銅金屬單絲為鋁絲或鋁合金絲；金屬套管，其空腔內(nèi)部設(shè)有隔斷，以將金屬套管空腔分成兩個(gè)安裝盲孔；所述金屬導(dǎo)體一的截面積小于所述金屬導(dǎo)體二的截面積，所述金屬導(dǎo)體一、金屬導(dǎo)體二分別插裝于兩個(gè)安裝盲孔內(nèi)。
[0007]本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供一種異種金屬海纜導(dǎo)體的加工方法，其特征是，包括以下步驟：
1）準(zhǔn)備銅絲、非銅金屬絲，所述金屬絲為鋁絲或鋁合金絲；將銅絲、非銅金屬絲表面的氧化膜層清理并保持干凈呈金屬光澤；2）將若干根經(jīng)步驟1）表面精處理后的同材質(zhì)導(dǎo)體單絲分別絞合緊壓得到有若干層同材質(zhì)導(dǎo)體單絲構(gòu)成的海底電纜用導(dǎo)體—金屬導(dǎo)體一（銅導(dǎo)體）、金屬導(dǎo)體二（非銅金屬導(dǎo)體）；用銅絲做扎線，將銅導(dǎo)體和非銅金屬導(dǎo)體線芯端頭分別扎緊后鋸齊銼平，然后對(duì)表面進(jìn)行打磨處理，保證表面平整光滑無毛刺；3）準(zhǔn)備金屬套管，所述金屬套管考慮電氣連接性能一般采用銅套管，銅套管的圓柱空腔內(nèi)設(shè)置有不貫穿的隔斷，形成兩個(gè)安裝盲孔，兩安裝盲孔內(nèi)徑D1、D2不等，隨兩側(cè)金屬導(dǎo)體截面大小變化，內(nèi)徑公差精度高、內(nèi)壁光潔；金屬套管兩側(cè)安裝盲孔內(nèi)壁光潔并且表面應(yīng)有鍍錫層；4）將經(jīng)步驟2）形成的兩種材質(zhì)的金屬導(dǎo)體，分別從金屬套管兩端插裝于兩個(gè)安裝盲孔內(nèi)，直至兩金屬導(dǎo)體端部頂住金屬套管的隔斷處；5）將套管和兩側(cè)金屬導(dǎo)體分別進(jìn)行焊接，得到材質(zhì)不同的導(dǎo)體整體段，分別是：完全為銅絲材質(zhì)的部分為銅導(dǎo)體段，金屬套管包裹的銅絲材質(zhì)、金屬絲材質(zhì)的部分為導(dǎo)體金屬套管段，完全為非銅金屬絲材質(zhì)的部分為非銅金屬絲導(dǎo)體段；焊接后，用細(xì)齒銼刀銼去焊接過程中金屬套管端部發(fā)生形變產(chǎn)生的棱角，并用砂紙打光，然后用擦有汽油的棉布揩干凈，焊接后保證兩金屬導(dǎo)體與金屬套管良好接觸，焊接處不得有橫向裂紋，不允許表面有毛刺、偏心、彎折缺陷。
[0008]進(jìn)一步的，步驟2）中，銅導(dǎo)體（金屬導(dǎo)體一）截面積的規(guī)格應(yīng)小于非銅金屬導(dǎo)體（金屬導(dǎo)體二），依據(jù)IEC60287標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行載流量計(jì)算，在保證焊接后導(dǎo)體的載流量滿足要求的情況下，銅導(dǎo)體截面積規(guī)格與非銅金屬導(dǎo)體的差距可以最多達(dá)到IEC 60228
?
2004或GB/T 3956
?
2008中電纜導(dǎo)體標(biāo)稱截面積規(guī)定的兩個(gè)等級(jí)(例如非銅金屬導(dǎo)體截面積采用630mm2，則銅導(dǎo)體截面積可以縮減到最多為400m2)。
[0009]步驟4）中，在金屬套管兩側(cè)安裝盲孔空腔插入金屬導(dǎo)體前，應(yīng)當(dāng)先去除兩側(cè)安裝盲孔空腔內(nèi)壁上蘸有的油污，然后用金屬砂紙擦去鍍錫層表面的氧化膜，隨即均勻涂上一層薄薄的導(dǎo)電油脂；在銅導(dǎo)體和非銅金屬導(dǎo)體的插入端作好標(biāo)記，并進(jìn)行導(dǎo)電油脂的均勻涂抹；預(yù)處理的工作能夠保證在焊接后兩側(cè)導(dǎo)體與金屬套管之間保持良好的電氣接觸，以保障對(duì)焊過渡段導(dǎo)體的良好電氣性能。
[0010]步驟5）中，焊接結(jié)束后應(yīng)在連接套管表面包一層金屬化紙或兩層鋁箔，以消除因焊接凹坑引起電場(chǎng)畸變的作用；焊接完畢后的金屬套管導(dǎo)體段的電氣和力學(xué)性能應(yīng)符合GB/T 9327的規(guī)定。
[0011]本專利技術(shù)中兩種異種導(dǎo)體的焊接方式，是將絞合成型的異種導(dǎo)體通過非連通金屬套管焊接連接，能有效保證焊接后導(dǎo)體的機(jī)械性能和電氣性能，且由于金屬套管兩側(cè)盲孔內(nèi)徑D1和D2大小可變，可實(shí)現(xiàn)變截面異種金屬導(dǎo)體的焊接連接。
[0012]本專利技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以保證海纜導(dǎo)體兩端的終端接觸部分仍保留銅導(dǎo)體段，在海纜敷設(shè)環(huán)境散熱差的陸地段采用銅導(dǎo)體，在敷設(shè)環(huán)境散熱好的海床段由銅換成鋁或鋁合金，且在保證載流量達(dá)標(biāo)的前提下，可以減小銅導(dǎo)體段的截面積，海纜的成本能降低至少
15%，大幅度降低海纜的制造成本價(jià)格。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)采用的海底電纜導(dǎo)體加工方法采用先將銅絲和金屬絲絞合成導(dǎo)體，然后通過非貫穿金屬套管焊接成整體進(jìn)行導(dǎo)體連接，在保證焊接后導(dǎo)體整體機(jī)械性能和電氣性能并滿足載流量要求的前提下，導(dǎo)體材料采用鋁或鋁合金代替銅，可有效降低導(dǎo)體制造成本，而通過減小銅導(dǎo)體段截面積實(shí)現(xiàn)異種金屬導(dǎo)體變截面焊接，可進(jìn)一步降低銅導(dǎo)體段的制造成本，進(jìn)而大幅度降低海纜的制造成本，達(dá)到節(jié)本增效的作用。
附圖說明
[0014]圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)中導(dǎo)體分段結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)中銅導(dǎo)體段截面圖；圖5是本專利技術(shù)中非銅金屬導(dǎo)體段截面圖；圖中：金屬導(dǎo)體一1、金屬套管2、金屬導(dǎo)體二3、銅單絲4、非銅金屬單絲5。
具體實(shí)施方式
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行描述,但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不僅限于此：實(shí)施例1異種金屬海纜導(dǎo)體，包括：金屬導(dǎo)體一1、金屬導(dǎo)體二3、金屬套管2。如圖1、2所示，海纜用導(dǎo)體按照材料不同被分成三段，包括銅絲導(dǎo)體段、導(dǎo)體金屬套管段和非銅金屬絲導(dǎo)體段。一般情況下，推薦應(yīng)用于海纜截面積不小于400mm2的導(dǎo)體。
[0016]金屬導(dǎo)體一，由銅單絲4絞合而成；金屬導(dǎo)體二，由非銅金屬單絲5絞合而成，非銅金屬單絲為鋁絲或鋁合金絲，如圖4、5所示，海纜用導(dǎo)體采用銅單絲4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.異種金屬海纜導(dǎo)體，其特征是，包括：金屬導(dǎo)體一，由銅單絲絞合而成；金屬導(dǎo)體二，由非銅金屬單絲絞合而成；金屬套管，其空腔內(nèi)部設(shè)有隔斷，以將金屬套管空腔分成兩個(gè)安裝盲孔；所述金屬導(dǎo)體一、金屬導(dǎo)體二分別插裝于兩個(gè)安裝盲孔內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬海纜導(dǎo)體，其特征是，所述金屬導(dǎo)體一的截面積小于所述金屬導(dǎo)體二的截面積。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異種金屬海纜導(dǎo)體，其特征是，所述非銅金屬單絲為鋁絲或鋁合金絲。4.異種金屬海纜導(dǎo)體的加工方法，其特征是，包括以下步驟：1）準(zhǔn)備銅絲、非銅金屬絲，將銅絲、非銅金屬絲表面的氧化膜層清理，并保持干凈呈金屬光澤；2）將若干根經(jīng)步驟1）處理后的同材質(zhì)導(dǎo)體單絲分別絞合緊壓得到海底電纜用金屬導(dǎo)體一、金屬導(dǎo)體二；將金屬導(dǎo)體一、金屬導(dǎo)體二的端部分別扎緊后鋸齊銼平，并打磨至表面平整光滑無毛刺；3）準(zhǔn)備金屬套管，金屬套管的圓柱空腔內(nèi)設(shè)有不貫穿的隔斷，形成兩個(gè)安裝盲孔；4）將經(jīng)步驟2）形成的兩種材質(zhì)的金屬導(dǎo)體，分別從金屬套管兩端插裝于兩個(gè)安裝盲孔內(nèi)，直至兩金屬導(dǎo)體端部頂住金屬套管的隔斷處；5）將...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭一柱，劉志杰，全亞明，張慧甍，陳大勇，趙文明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中航寶勝海洋工程電纜有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：