一種深海用電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種深海用電纜，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外，所述加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。本發(fā)明大大提高了電纜的強(qiáng)度和柔韌性，達(dá)到海底環(huán)境對(duì)電纜的要求。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電信號(hào)傳輸?shù)碾娎|，尤其涉及一種鋪設(shè)在深海中的電纜。 -種深海用電纜

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer,或 Fiber Reinforced Plastic, 簡稱FRP)是由增強(qiáng)纖維材料，如玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維等，與基體材料經(jīng)過纏繞， 模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材料。根據(jù)增強(qiáng)材料的不同，常見的纖維增強(qiáng)復(fù)合材 料分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（GFRP)，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP)以及芳綸纖維增強(qiáng)復(fù) 合材料（AFRP)。由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有如下特點(diǎn)：（1)比強(qiáng)度高，比模量大；（2)材料 性能具有可設(shè)計(jì)性：（3)抗腐蝕性和耐久性能好；（4)熱膨脹系數(shù)與混凝土的相近。這些特 點(diǎn)使得FRP材料能滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載、輕質(zhì)高強(qiáng)以及在惡劣條件下工作發(fā)展 的需要，同時(shí)也能滿足現(xiàn)代建筑施工工業(yè)化發(fā)展的要求，因此被越來越廣泛地應(yīng)用于各種 民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結(jié)構(gòu)以及地下結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中。
[0003] 電纜通常是由幾根或幾組導(dǎo)線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜，每組 導(dǎo)線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個(gè)外面包有高度絕緣的覆蓋層。多架設(shè)在 空中或裝在地下、水底，用于電訊或電力輸送。
[0004] 電纜主要由以下4部分組成。①導(dǎo)電線心：用高電導(dǎo)率材料(銅或鋁）制成。根據(jù) 敷設(shè)使用條件對(duì)電纜柔軟程度的要求，每根線心可能由單根導(dǎo)線或多根導(dǎo)線絞合而成。② 絕緣層：用作電纜的絕緣材料應(yīng)當(dāng)具有高的絕緣電阻，高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，低的介質(zhì)損耗和 低的介電常數(shù)。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、橡皮等。 電纜常以絕緣材料分類，例如油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯電纜、交聯(lián)聚乙烯電纜等。③密封 護(hù)套：保護(hù)絕緣線心免受機(jī)械、水分、潮氣、化學(xué)物品、光等的損傷。對(duì)于易受潮的絕緣，一般 采用鉛或鋁擠壓密封護(hù)套。④保護(hù)覆蓋層：用以保護(hù)密封護(hù)套免受機(jī)械損傷。一般采用鍍 鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護(hù)套外(稱鎧裝電纜)，鎧裝層同時(shí)起電場(chǎng)屏蔽 和防止外界電磁波干擾的作用。為了避免鋼帶、鋼絲受周圍媒質(zhì)的腐蝕，一般在它們外面涂 以浙青或包繞浸漬黃麻層或擠壓聚乙烯、聚氯乙烯套。
[0005] 電纜的強(qiáng)度要求和柔韌性要求都比較高，尤其是在復(fù)雜的海底環(huán)境中，都要求其 要求電纜具有很高的強(qiáng)度和柔韌性，而普通的電纜根本無法達(dá)到要求。在深海環(huán)境中電纜 要隨時(shí)受到海水的沖刷，再加上海水成分復(fù)雜，腐蝕力強(qiáng)，電纜容易受到海水的腐蝕，使用 壽命大大縮短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有電纜無法達(dá)到海底環(huán)境要求的缺陷，本發(fā)明提供了一種深海用電 纜，該深海用電纜強(qiáng)度和柔韌性高，且耐酸耐堿能力強(qiáng)，能夠承受海水的沖刷，使用壽命長。
[0007] -種深海用電纜包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特征在于 還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外，所述加 強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚 乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0008] 以重量百分比計(jì)，保護(hù)套中的連續(xù)玄武巖纖維：18%~24%，玻璃纖維：3%~6%，碳纖 維：4%?15%，聚乙烯：58%?75%。
[0009] 以重量百分比計(jì)，加強(qiáng)筋中的連續(xù)玄武巖纖維：35%~48%，玻璃纖維：2%~8%，碳纖 維：6%?12%，樹脂基體：37%?62%。
[0010] 所述樹脂基體為酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂或者兩者的混合樹脂。
[0011] 在加強(qiáng)筋中，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式 為：三角形分布、圓形分布或者環(huán)形分布。
[0012] 所述三角形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維各自分 布在三角形的三個(gè)點(diǎn)上。
[0013] 所述圓形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維位于圓心位置，玻璃纖維和碳 纖維間隔分布在圓弧上。
[0014] 所述環(huán)形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維呈環(huán)狀分 布，連續(xù)玄武巖纖維位于最里層，玻璃纖維位于中間層，碳纖維位于最外層。
[0015] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明的加強(qiáng)筋由于是由連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上， 連續(xù)玄武巖纖維大大增強(qiáng)加強(qiáng)筋的強(qiáng)度，碳纖維和玻璃纖維增加加強(qiáng)筋的柔韌性，將該加 強(qiáng)筋絞合在現(xiàn)有的電纜上，起到一個(gè)吸收力的作用，在彎曲電纜和拉扯電纜時(shí)，這些力都被 轉(zhuǎn)嫁到加強(qiáng)筋上，通過加強(qiáng)筋的作用，大大提高了電纜的強(qiáng)度和柔韌性，殼用于海底電纜的 鋪設(shè)。連續(xù)玄武巖纖維：35%~48%，玻璃纖維：2%~8%，碳纖維：6°/Γ?2%，樹脂基體：37%~62%，通 過這樣的比例限制，能將三種各自的作用和優(yōu)勢(shì)組合起來使用，使得三者發(fā)揮出自己的最 大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能達(dá)到要求。
[0016] 2、本發(fā)明連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為： 三角形分布、圓形分布或者是環(huán)形分布。三角形分布，三者之間形成一個(gè)互補(bǔ)，互相形成一 個(gè)拉扯力，增加加強(qiáng)筋的強(qiáng)度和韌性。
[0017] 3、本發(fā)明的加強(qiáng)護(hù)套由于是由連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯 上，連續(xù)玄武巖纖維大大護(hù)套的耐酸性和耐堿性，同時(shí)還增加了護(hù)套的抗高溫和抗低溫的 性能，將護(hù)套套在電纜上，能夠使得電纜用于復(fù)雜的海底環(huán)境中，能夠承受海水的腐蝕和沖 刷，大大延長了電纜的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為加強(qiáng)筋中三種纖維的一種分布形式； 圖2為加強(qiáng)筋中三種纖維的另種分布形式； 圖3為加強(qiáng)筋中三種纖維的第三種分布形式； 圖中標(biāo)記1、連續(xù)玄武巖纖維，2、玻璃纖維，3、碳纖維，4、樹脂基體。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1所示，本實(shí)施例中，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其 特征在于還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋 夕卜，所述加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖 纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、 碳纖維和聚乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0020] 加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續(xù)玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：35% 玻璃纖維：2% 碳纖維：12% 樹脂基體：51%。
[0021 ] 所述樹脂基體為酚醛樹脂 所述連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上的分布形式為：三 角形分布。
[0022] 所述三角形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3各 自分布在三角形的三個(gè)點(diǎn)上。
[0023] 保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：18% 玻璃纖維：3% 碳纖維：4% 聚乙烯：75% 實(shí)施例2 如圖2所示，在本實(shí)施例中，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特 征在于還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外， 所述加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖 維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳 纖維和聚乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0024] 加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續(xù)玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：48% 玻璃纖維：8% 碳纖維：6% 樹脂基體：34%。
[0025] 所述樹脂基體為聚氯乙烯樹脂。
[0026] 所述連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為：圓形 分布 所述圓形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維1位于圓心位置，玻璃纖維2和碳纖 維3間隔分布在圓弧上。
[0027] 保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：18% 玻璃纖維：4% 碳纖維：5% 聚乙烯：73%。
[0028] 實(shí)施例3 如圖3所示，在本實(shí)施例中，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特 征在于還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外， 所述加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖 維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳 纖維和聚乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0029] 加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續(xù)玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：40% 玻璃纖維6% 碳纖維：8% 樹脂基體：46%。
[0030] 所述樹脂基體為酚醛樹脂和聚氯乙烯樹脂兩者的混合樹脂。
[0031] 所述連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為：環(huán)形 分布。
[0032] 所述環(huán)形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3呈環(huán) 狀分布，連續(xù)玄武巖纖維1位于最里層，玻璃纖維2位于中間層，碳纖維3位于最外層。
[0033] 保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：19% 玻璃纖維：5% 碳纖維：6% 聚乙烯：70%。
[0034] 實(shí)施例4 在本實(shí)施例中，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特征在于還包括 加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外，所述加強(qiáng)筋包 括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和 碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯， 保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0035] 加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續(xù)玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：42% 玻璃纖維：7% 碳纖維：12% 樹脂基體：39%。
[0036] 所述樹脂基體為酚醛樹脂和聚氯乙烯樹脂兩者的混合樹脂。
[0037] 所述連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為：環(huán)形 分布。
[0038] 所述環(huán)形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2和碳纖維3呈環(huán) 狀分布，連續(xù)玄武巖纖維1位于最里層，玻璃纖維2位于中間層，碳纖維3位于最外層。
[0039] 保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：20% 玻璃纖維：6% 碳纖維：8% 聚乙烯：66%。
[0040] 實(shí)施例5 在本實(shí)施例中，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特征在于還包括 加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外，所述加強(qiáng)筋包 括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和 碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯， 保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
[0041] 加強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維1、玻璃纖維2、碳纖維3和樹脂基體4,連續(xù)玄武巖纖 維1、玻璃纖維2和碳纖維3復(fù)合在樹脂基體4上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：45% 玻璃纖維：6% 碳纖維：10% 樹脂基體：39%。
[0042] 所述樹脂基體為聚氯乙烯樹脂。
[0043] 所述連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為：圓形 分布所述圓形分布的具體分布形式為：連續(xù)玄武巖纖維1位于圓心位置，玻璃纖維2和碳纖 維3間隔分布在圓弧上。
[0044] 保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚乙烯，連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上，以重量百分比計(jì)： 連續(xù)玄武巖纖維：21% 玻璃纖維：6% 碳纖維：4% 聚乙烯：69%。
【權(quán)利要求】
1. 一種深海用電纜，包括導(dǎo)電線芯和絕緣層，導(dǎo)電線芯包覆在絕緣層內(nèi)，其特征在于： 還包括加強(qiáng)筋和保護(hù)套，加強(qiáng)筋絞合在絕緣層上，保護(hù)套包覆在絕緣層和加強(qiáng)筋外，所述加 強(qiáng)筋包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和樹脂基體，加強(qiáng)筋的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃 纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上，所述保護(hù)套包括連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維、碳纖維和聚 乙烯，保護(hù)套的連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在聚乙烯上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海用電纜，其特征在于：以重量百分比計(jì)，保護(hù)套中的 連續(xù)玄武巖纖維：18%?24%，玻璃纖維：3%?6%，碳纖維：4%?15%，聚乙烯：58%?75%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深海用電纜，其特征在于：以重量百分比計(jì)，加強(qiáng)筋中的 連續(xù)玄武巖纖維：35°/Γ48%，玻璃纖維：2°/Γ8%，碳纖維：6°/Γ?2%，樹脂基體：37°/Γ62%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述樹脂基體為酚醛樹 月旨、聚氯乙烯樹脂或者兩者的混合樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種深海用電纜，其特征在于：在加強(qiáng)筋中，連續(xù)玄武巖 纖維、玻璃纖維和碳纖維復(fù)合在樹脂基體上的分布形式為：三角形分布、圓形分布或者環(huán)形 分布。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述三角形分布的具體分布 形式為：連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維各自分布在三角形的三個(gè)點(diǎn)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述圓形分布的具體分布形 式為：連續(xù)玄武巖纖維位于圓心位置，玻璃纖維和碳纖維間隔分布在圓弧上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種深海用電纜，其特征在于：所述環(huán)形分布的具體分布形 式為：連續(xù)玄武巖纖維、玻璃纖維和碳纖維呈環(huán)狀分布，連續(xù)玄武巖纖維位于最里層，玻璃 纖維位于中間層，碳纖維位于最外層。
【文檔編號(hào)】H01B7/28GK104064263SQ201410248683
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】王靈 申請(qǐng)人:四川航天五源復(fù)合材料有限公司