本發(fā)明涉及電力電纜，具體是一種水密性防腐電力電纜、以及該電纜的制造方法，該電纜特別適宜在水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中使用。

背景技術(shù)：

電力電纜作為電力輸送電纜，其根據(jù)作業(yè)環(huán)境或電纜架設(shè)路線，難免需要鋪設(shè)、應(yīng)用于水域環(huán)境（例如河底或海底）和/或潮濕環(huán)境中。然而，水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中的主要成分-水對(duì)電纜的危害性是比較大的、甚至是致命的；所以，應(yīng)用于水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中的電纜必須要考慮電纜的防水性及防腐性。

常規(guī)的防水、防腐電力電纜主要是通過在纜芯外圍設(shè)置功能結(jié)構(gòu)的阻水層和防腐護(hù)套實(shí)現(xiàn)的。此結(jié)構(gòu)的防水、防腐電力電纜不僅其外部功能結(jié)構(gòu)單一、效果差，而且其導(dǎo)體在服役過程中存在吸潮或吸水的可能性，這是因?yàn)?，該電纜的纜芯是由多股絕緣導(dǎo)體絞合而成，每股絕緣導(dǎo)體是由多根金屬絲絞合而成的導(dǎo)體和包覆導(dǎo)體的絕緣層組成，金屬絲絞合而成的導(dǎo)體內(nèi)具有若干可吸潮或吸水的微型孔隙。由此可見，現(xiàn)有常規(guī)的防水、防腐電力電纜其存在防水性和防腐性差、不可靠的技術(shù)問題。

中國專利文獻(xiàn)公開了名稱為“一種防海水腐蝕綜合護(hù)套電力電纜”（公開號(hào)：cn20444096，公開日：2015年7月1日）的技術(shù)，該技術(shù)是以截面呈扇形的絕緣導(dǎo)體成型纜芯，在纜芯外依次包覆阻水帶、鋁塑復(fù)合帶和護(hù)套層成型電纜成品。該技術(shù)所成型電纜雖然具有一定的擋潮防水特點(diǎn)，但其防腐性能差，這主要表現(xiàn)在其纜芯絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體成型結(jié)構(gòu)上-導(dǎo)體的抗氧化和抗腐蝕性能不足，以及纜芯外部的功能結(jié)構(gòu)上-功能結(jié)構(gòu)缺乏對(duì)應(yīng)的防腐能力。可見，該技術(shù)雖具有一定的防水功能，但其防腐性能差，不能滿足在水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中長效、穩(wěn)定、可靠、安全的服役要求，實(shí)用性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)異水密性和防腐性、能夠在水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中長效、穩(wěn)定、可靠、安全服役的水密性防腐電力電纜，及該電纜的制造方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種水密性防腐電力電纜，包括纜芯，所述纜芯主要由多股絕緣導(dǎo)體組成，每股絕緣導(dǎo)體主要由導(dǎo)體和包覆在導(dǎo)體外的絕緣層組成，所述絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體為實(shí)芯的單根鋁合金導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)體上包覆有導(dǎo)體阻水層；所述纜芯的外圍由內(nèi)而外依次包覆有纜芯阻水層、防護(hù)層、鎧裝層、石墨烯-瀝青層、阻水隔離層、阻燃層和護(hù)套層。

作為優(yōu)選方案之一，所述絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體的截面為扇形、瓦形或圓形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體的截面為扇形或瓦形結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述導(dǎo)體阻水層為繞包在導(dǎo)體上的絕緣級(jí)吸濕膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體阻水層為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述絕緣導(dǎo)體的絕緣層為擠塑成型的交聯(lián)聚乙烯絕緣材料結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述纜芯內(nèi)填充有軟膠條結(jié)構(gòu)的填充膠。進(jìn)一步的，所述纜芯為多股絕緣導(dǎo)體與至少一根填充膠以絞合結(jié)構(gòu)成型，所述填充膠填充在多股絕緣導(dǎo)體的絞合間隙內(nèi)。

作為優(yōu)選方案之一，所述纜芯阻水層為繞包在纜芯上的防護(hù)級(jí)吸水膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述纜芯阻水層為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述防護(hù)層為擠塑成型的mdpe護(hù)套材料結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述鎧裝層為束繞而成的鋁合金扁線鎧裝層結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述石墨烯-瀝青層為涂層結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述石墨烯-瀝青層的厚度為0.15mm。

作為優(yōu)選方案之一，所述阻水隔離層為繞包在石墨烯-瀝青層上的防護(hù)級(jí)吸水膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述阻水隔離層為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述阻燃層為繞包在阻水隔離層上的阻燃棉布帶結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述阻燃層為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，所述護(hù)套層為擠塑成型的hdpe護(hù)套材料結(jié)構(gòu)。

一種上述水密性防腐電力電纜的制造方法，包括下列順序步驟：

步驟1.將軟鋁合金桿通過壓延機(jī)擠壓成設(shè)計(jì)要求的截面結(jié)構(gòu)，再經(jīng)退火制成實(shí)芯的鋁合金導(dǎo)體；

步驟2.在鋁合金導(dǎo)體上繞包絕緣級(jí)吸濕膨脹性阻水帶，在鋁合金導(dǎo)體上形成導(dǎo)體阻水層；

步驟3.在步驟2的鋁合金導(dǎo)體上擠包絕緣層，形成實(shí)芯的單根鋁合金導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的絕緣導(dǎo)體；

步驟4.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將多股絕緣導(dǎo)體成型為纜芯；

步驟5.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在纜芯上依序進(jìn)行纜芯阻水層、防護(hù)層、鎧裝層、石墨烯-瀝青層、阻水隔離層、阻燃層和護(hù)套層的成型作業(yè)。

作為優(yōu)選方案之一，步驟1中，擠壓成的鋁合金導(dǎo)體的截面為扇形、瓦形或圓形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述鋁合金導(dǎo)體的截面為扇形或瓦形結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案之一，步驟3中，擠包的絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣材料。

作為優(yōu)選方案之一，步驟4中，所述纜芯的成型是將多股絕緣導(dǎo)體連同至少一根軟膠條結(jié)構(gòu)的填充膠絞合而成，在絞合過程中，所述填充膠經(jīng)烘烤加熱處理，烘烤加熱溫度為120～130℃。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，纜芯阻水層的成型作業(yè)是，將防護(hù)級(jí)的吸水膨脹性阻水帶繞包在纜芯的外壁上。進(jìn)一步的，所述阻水帶的繞包為重疊繞包方式。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，防護(hù)層的成型作業(yè)是，將mdpe護(hù)套材料擠塑成型在纜芯阻水層的外壁上。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，鎧裝層的成型作業(yè)是，以擠壓或拉撥工藝將鋁合金制成梯形結(jié)構(gòu)的扁單線，再將鋁合金扁單線束繞在防護(hù)層的外壁上。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，石墨烯-瀝青層的成型作業(yè)是，在瀝青液中添加質(zhì)量≤0.5%的石墨烯后調(diào)勻形成瀝青防腐液，將瀝青防腐液涂覆于鎧裝層的外壁上、使瀝青防腐液將鎧裝層的外壁上的間隙填充滿。進(jìn)一步的，石墨烯-瀝青層的厚度為0.15mm。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，所述阻水隔離層的成型作業(yè)是，將護(hù)套級(jí)的吸水膨脹性阻水帶繞包在石墨烯-瀝青層的外壁上。進(jìn)一步的，所述阻水隔離層的繞包為重疊繞包方式。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，阻燃層的成型作業(yè)是，將阻燃棉布帶繞包在阻水隔離層的外壁上。進(jìn)一步的，所述阻燃棉布帶的繞包為重疊繞包方式。

作為優(yōu)選方案之一，步驟5中，護(hù)套層的成型作業(yè)是，將hdpe護(hù)套材料擠塑成型在阻燃層的外壁上。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

1.本發(fā)明一方面，以實(shí)芯的單根鋁合金導(dǎo)體成型絕緣導(dǎo)體，從而杜絕導(dǎo)體因非實(shí)芯的微型空隙結(jié)構(gòu)而存在的吸水和吸潮的技術(shù)問題，水密性好，同時(shí)亦提高了導(dǎo)體的載流量、抗氧化和抗腐蝕能力，防腐性好；本發(fā)明另一方面，在纜芯的外部形成了相互協(xié)同配合的纜芯阻水層、防護(hù)層、鎧裝層、石墨烯-瀝青層、阻水隔離層、阻燃層和護(hù)套層，這些功能結(jié)構(gòu)不僅能夠有效地減輕了電纜的成型質(zhì)量，而且能夠有效、可靠地增強(qiáng)其水密性，還能夠有效、可靠地大幅提高抗氧化和抗腐蝕能力，又能夠可靠、穩(wěn)定地兼顧感應(yīng)電流的及時(shí)傳輸能力、使得電力傳輸?shù)陌踩院涂煽啃杂行岣撸痪C前所述，本發(fā)明的電纜能夠在水域環(huán)境和/或潮濕環(huán)境中長效、穩(wěn)定、可靠、安全的服役，實(shí)用性強(qiáng)；

2.本發(fā)明纜芯中的填充膠在不增加電纜整體結(jié)構(gòu)體積的前提下，能夠?qū)⒗|芯的各絕緣導(dǎo)體之間的間隙有效、可靠地填滿、封堵，這尤其在各絕緣導(dǎo)體的絞合結(jié)構(gòu)中更為明顯，進(jìn)一步增強(qiáng)了其水密性；

3.本發(fā)明的鎧裝層結(jié)構(gòu)使得鎧裝層自身的結(jié)構(gòu)緊密且緊湊，其一方面能夠有效減小電纜的成型重量和外徑尺寸，有利于鋪設(shè)、安裝的便利性；另一方面具有良好的抗氧化和抗腐蝕能力，同時(shí)能夠有效地避免渦流損耗的產(chǎn)生，進(jìn)而使得電纜具有優(yōu)異的傳輸容量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中代號(hào)含義：1—導(dǎo)體；2—導(dǎo)體阻水層；3—絕緣層；4—填充膠；5—纜芯阻水層；6—防護(hù)層；7—鎧裝層；8—石墨烯-瀝青層；9—阻燃層；10—護(hù)套層。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明為電力電纜，具體是一種水密性和防腐性優(yōu)異、特別適合在包括海底在內(nèi)的水域鋪設(shè)的電力電纜。下面以多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明，其中實(shí)施例1結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)、具體的說明，其它實(shí)施例未單獨(dú)繪圖，但主體技術(shù)點(diǎn)可參照實(shí)施例1的附圖。

實(shí)施例1

參見圖1所示，本發(fā)明包括纜芯，纜芯的外圍由內(nèi)而外依次包覆有纜芯阻水層5、防護(hù)層6、鎧裝層7、石墨烯-瀝青層8、阻水隔離層（圖中未示出）、阻燃層9和護(hù)套層10。

其中，纜芯主要由三股絕緣導(dǎo)體和一根填充膠4組成。每股絕緣導(dǎo)體主要由導(dǎo)體1和包覆在導(dǎo)體1外的絕緣層3組成，該絕緣層3為擠塑成型的交聯(lián)聚乙烯絕緣材料結(jié)構(gòu)；絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體1為實(shí)芯的單根鋁合金導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其截面呈圓形夾角約120°的扇形狀，即它是由一根鋁合金桿擠壓成型、在截面上不存在其它任何組拼結(jié)構(gòu)；導(dǎo)體1上包覆有導(dǎo)體阻水層2，該導(dǎo)體阻水層2為繞包在導(dǎo)體1上的絕緣級(jí)吸濕膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)，阻水帶的繞包為重疊繞包結(jié)構(gòu)。填充膠4為軟膠條結(jié)構(gòu)；填充膠4的耐溫等級(jí)與絕緣層3一致。前述三股絕緣導(dǎo)體和填充膠4以絞合結(jié)合成型為纜芯，柔性的軟膠條結(jié)構(gòu)填充膠4填充滿纜芯的絞合間隙；三股扇形結(jié)構(gòu)的絕緣導(dǎo)體周向組成360°圓形截面。

纜芯阻水層5為繞包在纜芯上的防護(hù)級(jí)吸水膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)，阻水帶的繞包為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

防護(hù)層6為在纜芯阻水層5的外壁上擠塑成型的mdpe護(hù)套材料結(jié)構(gòu)。

鎧裝層7為在防護(hù)層6的外壁上束繞而成的鋁合金扁線鎧裝層結(jié)構(gòu)。

石墨烯-瀝青層8為涂覆在鎧裝層7外壁上的涂層結(jié)構(gòu)，石墨烯-瀝青層8將鎧裝層7外壁上的間隙填充滿，鎧裝層7外壁上的最薄石墨烯-瀝青層8的厚度為0.15mm。

阻水隔離層為繞包在石墨烯-瀝青層上的防護(hù)級(jí)吸水膨脹性阻水帶結(jié)構(gòu)，阻水帶的繞包為重疊繞包結(jié)構(gòu)。

阻燃層9為繞包在阻水隔離層上的阻燃棉布帶結(jié)構(gòu)，該阻燃層9為重疊繞包結(jié)構(gòu)，即阻燃棉布帶在阻水隔離層的外壁上重疊繞包。

護(hù)套層10為在阻燃層9的外壁上擠塑成型的hdpe護(hù)套材料結(jié)構(gòu)。

上述水密性防腐電力電纜的制造方法包括下列順序步驟：

步驟1.將軟鋁合金桿通過壓延機(jī)擠壓成設(shè)計(jì)要求的扇形截面結(jié)構(gòu)，再經(jīng)退火制成實(shí)芯的鋁合金導(dǎo)體，形成扇形截面鋁合金導(dǎo)體；

步驟2.在鋁合金導(dǎo)體上繞包絕緣級(jí)吸濕膨脹性阻水帶，阻水帶的繞包為重疊繞包方式，在鋁合金導(dǎo)體上形成導(dǎo)體阻水層；

步驟3.在步驟2的鋁合金導(dǎo)體上擠包絕緣層，擠包的絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣材料，形成實(shí)芯的單根鋁合金導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的絕緣導(dǎo)體；

步驟4.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將三股絕緣導(dǎo)體和一根軟膠條結(jié)構(gòu)的填充膠進(jìn)行絞合，在絞合過程中，填充膠經(jīng)烘烤加熱處理，烘烤加熱溫度為120～130℃，例如120℃、125℃或130℃等；使三根絕緣導(dǎo)體和一根填充膠絞合為整體、成型為纜芯；填充膠的耐溫等級(jí)步驟3中的交聯(lián)聚乙烯的絕緣層一致；

步驟5.在纜芯上進(jìn)行纜芯阻水層的成型作業(yè)，具體是，將防護(hù)級(jí)的吸水膨脹性阻水帶繞包在纜芯的外壁上，阻水帶在纜芯上的繞包為重疊繞包方式；

步驟6.在步驟5的纜芯阻水層上進(jìn)行防護(hù)層的成型作業(yè)，具體是，將mdpe護(hù)套材料擠塑成型在纜芯阻水層的外壁上；

步驟7.在步驟6的防護(hù)層上進(jìn)行鎧裝層的成型作業(yè)，具體是，以擠壓（或拉撥）工藝將鋁合金制成梯形結(jié)構(gòu)的扁單線，再將鋁合金扁單線束繞在防護(hù)層的外壁上；

步驟8.在步驟7的鎧裝層上進(jìn)行石墨烯-瀝青層的成型作業(yè)，具體是，在瀝青液中添加質(zhì)量≤0.5%（例如0.5%、0.3%或0.4%等）的石墨烯后調(diào)勻形成瀝青防腐液，將瀝青防腐液涂覆于鎧裝層的外壁上、使瀝青防腐液將鎧裝層的外壁上的間隙填充滿，使鎧裝層外壁上的最薄的石墨烯-瀝青層的厚度為0.15mm；

步驟9.在步驟8的石墨烯-瀝青層上進(jìn)行阻水隔離層的成型作業(yè)，具體是，將防護(hù)級(jí)的吸水膨脹性阻水帶緊密繞包在石墨烯-瀝青層的外壁上，阻水帶在石墨烯-瀝青層上的繞包為重疊繞包方式；

步驟10.在步驟9的阻水隔離層上進(jìn)行阻燃層的成型作業(yè)，具體的，將阻燃棉布帶繞包在阻水隔離層的外壁上，該阻燃棉布帶的繞包為重疊繞包方式；

步驟11.在步驟10的阻燃層上進(jìn)行護(hù)套層的成型作業(yè)，具體的，將hdpe護(hù)套材料擠塑成型在阻燃層的外壁上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體截面為瓦形結(jié)構(gòu)、徑向向外拱起、呈弧段狀，弧段狀瓦形導(dǎo)體的圓心夾角約為120°。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：絕緣導(dǎo)體的導(dǎo)體截面為圓形結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：成型纜芯的絕緣導(dǎo)體為四股。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的其它內(nèi)容與實(shí)施例1相同，不同之處在于：成型纜芯的填充膠為兩根。

以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明，而非對(duì)其限制；盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本發(fā)明依然可以對(duì)上述各實(shí)施例中的具體技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。