(57)【要約】直流海底ケーブルは六角形の支持コア（１）を備え、六角形の支持コア（１）の一辺の長さが３．３ｍｍ−３．７ｍｍであり、六角形の支持コア（１）の外側に第一のワイヤー層（２）が設置され、第一のワイヤー層（２）が６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）を含み、６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）が支持コア（１）と撚り合せて円形になり、各第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）の断面面積が２８．５０ｍｍ２−２９．５ｍｍ２である。【選択図】図1
2019512859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流海底ケーブルであって、六角形の支持コア（１）を備え、前記六角形の支持コア（１）の一辺の長さが３．３ｍｍ−３．７ｍｍであり、
前記六角形の支持コア（１）の外側に第一のワイヤー層（２）が設置され、前記第一のワイヤー層（２）が６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）を含み、前記６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）が支持コア（１）と撚り合せて円形になり、各前記第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）の断面面積が２８．５０ｍｍ２−２９．５ｍｍ２であり、
前記第一のワイヤー層（２）の外側に第二のワイヤー層（３）が設置され、前記第二のワイヤー層（３）が１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤー（３ａ）を含み、前記１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤー（３ａ）が前記第一のワイヤー層（２）と撚り合せて円形になり、各前記第二のワイヤーのシングルワイヤー（３ａ）の断面面積が８ｍｍ２−１０ｍｍ２であり、
前記第二のワイヤー層（３）の外側に第三のワイヤー層（４）が設置され、前記第三のワイヤー層（４）が１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤー（４ａ）を含み、前記１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤー（４ａ）が前記第二のワイヤー層（３）と撚り合せて円形になり、各前記第三のワイヤーのシングルワイヤー（４ａ）の断面面積が６．５ｍｍ２−８．５ｍｍ２であり、
前記第三のワイヤー層（４）の外側に第四のワイヤー層（５）が設置され、前記第四のワイヤー層が２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤー（５ａ）を含み、前記２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤー（５ａ）が前記第三のワイヤー層（４）と撚り合せて円形になり、各前記第四のワイヤーのシングルワイヤー（５ａ）の断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２である、前記直流海底ケーブル。
【請求項２】
前記第一のワイヤー層（２）の断面面積が２００ｍｍ２−２０２ｍｍ２であり、前記第二のワイヤー層（３）の断面面積が３１３．２ｍｍ２−３１５.２ｍｍ２であり、前記第三のワイヤー層（４）の断面面積が４５１．２ｍｍ２−４５３．２ｍｍ２であり、前記第四のワイヤー層（５）の断面面積が６１４．２ｍｍ２−６１６．２ｍｍ２であることを特徴とする
請求項１に記載の直流海底ケーブル。
【請求項３】
前記第四のワイヤー層（５）の外側に第五のワイヤー層（６）が設置され、前記第五のワイヤー層（６）が３０本の第五のワイヤーのシングルワイヤー（６ａ）を含み、前記第五のワイヤーのシングルワイヤー（６ａ）が前記第四のワイヤー層（５）と撚り合せて円形になり、各前記第五のワイヤーのシングルワイヤー（６ａ）の断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２であり、
前記第五のワイヤー層（６）の外側に第六のワイヤー層（７）が設置され、第六のワイヤー層（７）が３６本の第六のワイヤーのシングルワイヤー（７ａ）を含み、第六のワイヤーのシングルワイヤー（７ａ）が前記第五のワイヤー層（６）と撚り合せて円形になり、各前記第六のワイヤーのシングルワイヤー（７ａ）の断面面積が６．８ｍｍ２−８．２ｍｍ２であることを特徴とする
請求項１に記載の直流海底ケーブル。
【請求項４】
前記第五のワイヤー層（６）の断面面積が８０３ｍｍ２−８０５ｍｍ２であり、前記第六のワイヤー層（７）の断面面積が１０７４ｍｍ２−１０７６ｍｍ２であることを特徴とする
請求項３に記載の直流海底ケーブル。
【請求項５】
前記第六のワイヤー層（７）の外側に半導電性シールド（９）が設置され、前記半導電性シールド９の外側に架橋ポリエチレン絶縁層（１０）が設置され、前記架橋ポリエチレン絶縁層（１０）の外側に絶縁シールド層（１１）が設置されることを特徴とする
請求項４に記載の直流海底ケーブル。
【請求項６】
前記絶縁シールド層（１１）の外側に半導電性防水緩衝層（１２）が設置され、前記半導電性防水緩衝層（１２）の外側に合金リードシース（１３）が設置され、前記合金リードシース（１３）の外側に半導電性ＰＥシース（１４）が設置され、前記半導電性ＰＥシース（１４）の外側にライナー層（１５）が設置されることを特徴とする
請求項５に記載の直流海底ケーブル。
【請求項７】
前記ライナー層（１５）の外側にスチールワイヤー外装層（１６）が設置され、前記スチールワイヤー外装層（１６）が複数本のスチールワイヤー（１６ａ）を含み、前記スチールワイヤーの直径が３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍ又は８．０ｍｍであることを特徴とする
請求項６に記載の直流海底ケーブル。
【請求項８】
前記スチールワイヤー外装層（１６）内に光ケーブル（１７）が設置され、前記光ケーブル（１７）の両側に充填ストリップが設置され、
前記充填ストリップの外径がスチールワイヤー（１６ａ）の外径と同じであり且つ光ケーブル（１７）の外径より大きく、前記スチールワイヤー外装層（１６）の外側に被覆層（１８）が設置されることを特徴とする
請求項７に記載の直流海底ケーブル。
【請求項９】
前記直流海底ケーブルの断面は３０００ｍｍ２−４０００ｍｍ２であることを特徴とする
請求項１−８のいずれか一項に記載の直流海底ケーブル。
【請求項１０】
各ワイヤーのシングルワイヤーの間に防水接着剤が設置され、各層の間に半導電性防水テープが設置されることを特徴とする
請求項９に記載の直流海底ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１６年１１月２９日に出願された出願番号２０１６１１０７８２５１．７の中国特許出願の優先権を主張し、上記中国特許出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、海底ケーブル技術分野に関し、具体的に直流海底ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００３】
グローバルインテリジェントインターネットは高電圧、大容量及び通信伝送と切り離すことができなく、超高電圧直流送電は、低コスト、低損失、電力損失がない。さらに、電力ネットワークは接続が便利で、制御及び調整が容易であり、長距離送電に広く使用される。高電圧直流送電は、電力ネットワークの電気エネルギー品質レベルに影響を与えることなく、海上風力発電、潮力発電、太陽光発電などの不安定な電源と電力システムを接続させることができ、そのため、直流送電を使用することは非常に必要である。
【０００４】
しかし、現在の高電圧直流海底ケーブル技術は油浸紙絶縁油入り海底ケーブルに留まり、この油浸紙絶縁油入り海底ケーブルは防水効果が悪く、敷設が落差により制限され、また、海底ケーブルは油漏れが発生した場合、応急修理が困難であり、さらに、耐食性と引張り強度が悪く、これによりケーブルの耐用年数が短くなり、コストが増加する。
【０００５】
したがって、当業者は、防水効果を効果的に向上させることができる直流海底ケーブルの開発に取り組んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の上記欠点に鑑み、本発明の実施例は防水効果を効果的に向上させることができる直流海底ケーブルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例の技術的解決策は以下のように実現される。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の実施例は直流海底ケーブルを提供し、六角形の支持コアを備え、六角形の支持コアの一辺の長さが３．３ｍｍ−３．７ｍｍであり、
六角形の支持コアの外側に第一のワイヤー（Ｓｈａｐｅｄ  Ｗｉｒｅｓ、型線）層が設置され、第一のワイヤー層が６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー（ｓｉｎｇｌｅ  ｗｉｒｅ、単線とも呼ばれている）を含み、６本の第一のワイヤーのシングルワイヤーが支持コアと撚り合せて円形になり、各第一のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が２８．５０ｍｍ２−２９．５ｍｍ２であり、
第一のワイヤー層の外側に第二のワイヤー層が設置され、第二のワイヤー層が１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤーを含み、１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤーが第一のワイヤー層と撚り合せて円形になり、各第二のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が８ｍｍ２−１０ｍｍ２であり、
第二のワイヤー層の外側に第三のワイヤー層が設置され、第三のワイヤー層が１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤーを含み、１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤーが第二のワイヤー層と撚り合せて円形になり、各第三のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が６．５ｍｍ２−８．５ｍｍ２であり、
第三のワイヤー層の外側に第四のワイヤー層が設置され、第四のワイヤー層が２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤーを含み、２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤーが第三のワイヤー層と撚り合せて円形になり、各第四のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２である。
【０００９】
防水性能をさらに向上させるために、一つの実施形態として、第一のワイヤー層の断面面積が２００ｍｍ２−２０２ｍｍ２であり、第二のワイヤー層の断面面積が３１３．２ｍｍ２−３１５.２ｍｍ２であり、第三のワイヤー層の断面面積が４５１．２ｍｍ２−４５３．２ｍｍ２であり、第四のワイヤー層の断面面積が６１４．２ｍｍ２−６１６．２ｍｍ２である。
【００１０】
構造をコンパクト化させるために、一つの実施形態として、第四のワイヤー層の外側に第五のワイヤー層が設置され、第五のワイヤー層が３０本の第五のワイヤーのシングルワイヤーを含み、第五のワイヤーのシングルワイヤーが第四のワイヤー層と撚り合せて円形になり、各第五のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２であり、
第五のワイヤー層に第六のワイヤー層が設置され、第六のワイヤー層が３６本の第六のワイヤーのシングルワイヤーを含み、第六のワイヤーのシングルワイヤーが第五のワイヤー層と撚り合せて円形になり、各第六のワイヤーのシングルワイヤーの断面面積が６．８ｍｍ２−８．２ｍｍ２である。
【００１１】
さらにコンパクト化を高め、防水効果を向上させるために、一つの実施形態として、第五のワイヤー層の断面面積が８０３ｍｍ２−８０５ｍｍ２であり、第六のワイヤー層の断面面積が１０７４ｍｍ２−１０７６ｍｍ２である。
【００１２】
一つの実施形態として、第六のワイヤー層の外側に半導電性シールドが設置され、半導電性シールドの外側に架橋ポリエチレン絶縁層が設置され、架橋ポリエチレン絶縁層の外側に絶縁シールド層が設置される。
【００１３】
一つの実施形態として、絶縁シールド層の外側に半導電性防水緩衝層が設置され、半導電性防水緩衝層の外側に合金リードシース（ｌｅａｄ  ｓｈｅａｔｈ）が設置され、合金リードシースの外側に半導電性ポリエチレン（ＰＥ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）シースが設置され、半導電性ＰＥシースの外側にライナー層が設置される。
【００１４】
引張り強度を高めるために、一つの実施形態として、ライナー層の外側にスチールワイヤー外装層が設置され、スチールワイヤー外装層が複数本のスチールワイヤーを含み、スチールワイヤーの直径が３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍ又は８．０ｍｍである。
【００１５】
光電複合性能を有するとともに耐用年数を延長するために、一つの実施形態として、スチールワイヤー外装層内に光ケーブルが設置され、光ケーブルの両側に充填ストリップが設置され、
充填ストリップの外径がスチールワイヤーの外径と同じであり且つ光ケーブルの外径より大きく、スチールワイヤー外装層の外側に被覆層が設置される。
【００１６】
この構造が大断面ケーブルに使用されるため、直流海底ケーブルの断面は３０００ｍｍ２−４０００ｍｍ２である。
【００１７】
防水効果をさらに向上させるために、一つの実施形態として、各ワイヤーのシングルワイヤーの間に防水接着剤が設置され、各層間に半導電性防水テープが設置される。
【００１８】
本発明の実施例で説明される技術的解決策の有益な効果は以下の通りである。
【００１９】
本発明の実施例によって提供される直流海底ケーブルは、防水効果を効果的に向上させ、敷設が落差により制限されるという難題を克服し、一方で、長距離、高出力、大容量の要求を満たすことができ、さらに、耐食性と引張り強度を効果的に向上させ、ケーブル耐用年数を延長させ、コストを低減させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例による直流海底ケーブルの構造図
【図２】本発明の実施例による図１のＡ位置の部分拡大図
【図３】本発明の実施例による工場ジョイントの具体的な実施形態の構造図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施例の目的、技術的な解決策と利点をより明確に説明するために、以下に本発明の実施例における図面を組み合わせて本発明の実施例における技術的解決策を明確で、全面的に説明し、明らかに、説明した実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要せずに得た全ての他の実施例は、全て本発明の保護範囲に属する。
【００２２】
以下に図面と実施例を組み合わせて本発明をさらに説明する。
【００２３】
図１−図３に示すように、直流海底ケーブルは、六角形の支持コア１を備え、六角形の支持コア１の一辺の長さが３．３ｍｍ−３．７ｍｍであり、一つの選択可能な実施形態として、本実施例では、六角形の支持コア１の一辺の長さが３．５ｍｍ。
【００２４】
六角形の支持コア１の外側に第一のワイヤー層２が設置され、第一のワイヤー層２の断面面積が２００ｍｍ２−２０２ｍｍ２であり、本実施例では、第一のワイヤー層２の断面面積が２０１．１ｍｍ２である。第一のワイヤー層２が６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー２ａを含み、６本の第一のワイヤーのシングルワイヤー２ａが支持コア１と撚り合せて円形になり、各第一のワイヤーのシングルワイヤー２ａの断面面積が２８．５０ｍｍ２−２９．５ｍｍ２であり、本実施例では、第一のワイヤーのシングルワイヤー２ａの断面面積が２９ｍｍ２である。
【００２５】
第一のワイヤー層２の外側に第二のワイヤー層３が設置され、第二のワイヤー層３の断面面積が３１３．２ｍｍ２−３１５．２ｍｍ２であり、本実施例では、第二のワイヤー層３の断面面積が３１４．２ｍｍ２であり、第二のワイヤー層３が１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤー３ａを含み、１２本の第二のワイヤーのシングルワイヤー３ａが第一のワイヤー層２と撚り合せて円形になり、各第二のワイヤーのシングルワイヤー３ａの断面面積が８ｍｍ２−１０ｍｍ２であり、本実施例では、各第二のワイヤーのシングルワイヤー３ａの断面面積が９ｍｍ２である。
【００２６】
第二のワイヤー層３の外側に第三のワイヤー層４が設置され、第三のワイヤー層４の断面面積が４５１．２ｍｍ２−４５３．２ｍｍ２であり、本実施例では、第三のワイヤー層４の断面面積が４５２．４ｍｍ２である。第三のワイヤー層４が１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤー４ａを含み、１８本の第三のワイヤーのシングルワイヤー４ａが第二のワイヤー層３と撚り合せて円形になり、各第三のワイヤーのシングルワイヤー４ａの断面面積が６．５ｍｍ２−８．５ｍｍ２であり、本実施例では、各第三のワイヤーのシングルワイヤー４ａの断面面積が７．７ｍｍ２である。
【００２７】
第三のワイヤー層４の外側に第四のワイヤー層５が設置され、第四のワイヤー層５の断面面積が６１４．２ｍｍ２−６１６．２ｍｍ２であり、本実施例では、第四のワイヤー層５の断面面積が６１５．８ｍｍ２である。第四のワイヤー層が２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤー５ａを含み、２４本の第四のワイヤーのシングルワイヤー５ａが第三のワイヤー層４と撚り合せて円形になり、各第四のワイヤーのシングルワイヤー５ａの断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２であり、各第四のワイヤーのシングルワイヤー５ａの断面面積が６．８ｍｍ２である。
【００２８】
第四のワイヤーのシングルワイヤー５の外側に第五のワイヤー層６が設置され、第五のワイヤー層６の断面面積が８０３ｍｍ２−８０５ｍｍ２であり、本実施例では、第五のワイヤー層６の断面面積が８０４．２ｍｍ２である。第五のワイヤー層６は３０本の第五のワイヤーのシングルワイヤー６ａを含み、第五のワイヤーのシングルワイヤー６ａが第四のワイヤー層５と撚り合せて円形になり、各第五のワイヤーのシングルワイヤー６ａの断面面積が５．５ｍｍ２−７．５ｍｍ２であり、本実施例では、第五のワイヤーのシングルワイヤー６ａの断面面積が６．３ｍｍ２である。
【００２９】
第五のワイヤー層６の外側に第六のワイヤー層７が設置され、第六のワイヤー層７の断面面積が１０７４ｍｍ２−１０７６ｍｍ２であり、本実施例では、第六のワイヤー層７の断面面積が１０７５．２ｍｍ２である。第六のワイヤー層７が３６本の第六のワイヤーのシングルワイヤー７ａを含み、第六のワイヤーのシングルワイヤー７ａが第五のワイヤー層６と撚り合せて円形になり、各第六のワイヤーのシングルワイヤー７ａの断面面積が６．８ｍｍ２−８．２ｍｍ２であり、本実施例では、第六のワイヤーのシングルワイヤー７ａの断面面積が７．５ｍｍ２である。
【００３０】
第六のワイヤー層７の外側に半導電性シールド９が設置され、本実施例では、半導電性シールド９は押出された半導電性シールド材料である。半導電性シールド９の外側に架橋ポリエチレン絶縁層１０が設置され、架橋ポリエチレン絶縁層１０の外側に絶縁シールド層１１が設置される。本実施例では、架橋ポリエチレン絶縁層１０は高電圧直流ケーブルに専用され、該材料の電気的性能、物理的性能が全て高電圧直流ケーブルの絶縁を満たすことができ、且つ空間電荷の形成を大きく減少させる。以上の要求を満たすために、非極性架橋ポリエチレン絶縁材料を使用し、この材料が良好な加工性能を有するとともに、機械的性能及び電気的性能に優れ、その構造が以下の通りである。
【００３１】
--[--CH2--CH2--]n---[CH2--CH--]---[CH2--CH2--]x----[CH2--CH--[CH2--CH2--]a-
/
/
--[--CH2--CH2--]m---[CH2--CH--]--[CH2--CH2--]y----[CH2--CH--[CH2--CH2--]b--
【００３２】
中間は架橋結合であり、過酸化物によって開始され、フリーラジカルを形成し、フリーラジカル間に架橋結合が形成され、線状高分子によって３次元立体高分子が形成される。
【００３３】
該絶縁材料の主な性能は次の表に示される。
【００３４】
【表１】
2019512859.tif 000003
【００３５】
【表２】
2019512859.tif 000004
【００３６】
絶縁シールド層１１の外側に半導電性防水緩衝層１２が設置され、本実施例では、半導電性防水緩衝層１２は高い水膨張率を有する半導電性防水テープを使用する。半導電性防水緩衝層１２の外側に合金リードシース１３が設置され、本実施例では、合金リードシース１３は径方向防水層であって押出された高品質の鉛合金材料を使用する。合金リードシース１３の外側に半導電性ＰＥシース１４が設置され、本実施例では、半導電性ＰＥシース１４はリードシースが製造中に損傷されることを防止するために押出される。半導電性ＰＥシース１４の外側にライナー層１５が設置される。本実施例では、ライナー層１５はＰＰロープとケーブル専用の改質アスファルトで作られる。
【００３７】
本製品はケーブル金属シースの表面（リードシースの表面、スチールワイヤーの表面）に耐食性に優れたケーブル改質アスファルトが注入され、該アスファルトが特殊な配合を採用し、良好な粘着性能を有する。
【００３８】
改質アスファルトの配合は表３に示される。
【００３９】
【表３】
2019512859.tif 000005
【００４０】
ライナー層１５の外側にスチールワイヤー外装層１６が設置され、スチールワイヤー外装層１６は複数本のスチールワイヤー１６ａを含み，スチールワイヤー１６ａの直径が３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍ又は８．０ｍｍである。本製品の引張り層は粗い丸又はフラットスチールワイヤー（二層又は一層）及び亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっきスチールワイヤーを使用し、粗い丸スチールワイヤーの直径が５．０ｍｍｍ、６．０ｍｍ又は８．０ｍｍであってもよい。フラットスチールワイヤーの厚さは３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、６．０ｍｍであってもよい。本実施例では、粗い丸スチールワイヤーを使用し、その直径が６．０ｍｍである。
【００４１】
通常の状況では、海底ケーブルの敷設深さに応じて、３００メートル未満の場合は一般的に単層スチールワイヤーで外装し、３００メートル以上の場合は二層リバーススチールワイヤーで外装する。スチールワイヤーの外装はケーブルの敷設深さを満たし、海底ケーブルが大きな引張強さに耐えることを確保することができる。該材料の耐食性は一般的な溶融亜鉛メッキチールワイヤーの８．７６倍である。メッキ層は犠牲アノードの電気化学的保護と腐食生成物の膜保護との二重の役割を利用するので、保護膜が形成されると腐食されず、ケーブルの耐用年数を大幅に延長させる。
【００４２】
本発明に係る高電圧、超大断面、大容量及び通信伝送は主に長距離海底送電用電力ケーブルに適するとともに、水中送電及び配電システムと機器接続に適する。本発明は高電圧及び超高圧架橋ポリエチレン絶縁直流海底ケーブルを提供する。このケーブルは良い耐食性、高い引張強さ、高い耐水性を有するので、海水に長時間浸すことができ、敷設落差の制限を受けず、長距離、高出力の海底電力直流送電システムの要求を完全に満たし、電力、通信及び海底ケーブル運用監視目標を実現することができる。
【００４３】
スチールワイヤー外装層１６内に光ケーブル１７が設置され、光ケーブル１７の両側に充填ストリップが設置され、充填ストリップの外径がスチールワイヤー１６ａの外径と同じであり且つ光ケーブル１７の外径より大きく、スチールワイヤー外装層１６の外側に被覆層１８が設置される。本実施例では、被覆層１８はアスファルト、ＰＰロープ、アスファルト、ＰＰロープ、アスファルト、不織布テープで構成される。
【００４４】
各ワイヤーのシングルワイヤー間に防水接着剤が設置され、各層間に半導電性防水テープが設置される。本実施例では、光ケーブルはシングルモードファイバとマルチモードファイバを使用し、外層がステンレススチールルーズチューブとＰＥシースであり、ルーズチューブ内が防水ペーストで満たされている。光ケーブルが機械的外力の作用を受けないために、光ケーブルの外径が外装用スチールワイヤーの外径より小さく、光ケーブルが対称的に配置され、且つ光ケーブルの両側に丸いＰＥストリップで保護する。光ケーブルが複合される時に内層スチールワイヤーと同じ層に撚り合わせられ、一定の余長を残す。
【００４５】
光電複合目的は、電気エネルギーを輸送するとともに状態監視、遠隔制御、早期警報機能を実行することができるという能力を備え、電力伝送とリアルタイム監視を実現することである。直流海底ケーブルのシースの欠陥、障害、異常な過熱及び火災の発生を効果的に識別し、ケーブルが一定の早期障害予測能力を備えるようにする。
【００４６】
本発明の導体構造は標準ＧＢ／Ｔ３９５６−２００８の範囲になく、大断面、高電圧、大容量伝送、海底ケーブル敷設環境の要求を満たすことを考えると、製品構造設計を行う必要があり、いくつかの構造設計を分析及び比較することにより、最終的に最良の解決策を選択する。
【００４７】
１）押圧円形＋防水構造であって、国際ＧＢ／Ｔ３９５６−２００８の規定に従い、第二種類の押圧円形撚り合せ導体構造は要求を満たすことができるが、超大断面導体の押圧円形撚り合せワイヤーのシングルワイヤーの直径が太く、押圧された後に外径が大きく、ワイヤー直径の間の隙間を埋めることが容易ではなく、防水効果が良くなく、且つ導体の押圧充填係数が９０％以上に達することが困難である。大きな欠陥が存在し、使用に適しない。
【００４８】
２）分割導体＋防水構造であって、分割導体は高圧ケーブルの標準要求に従い、一般的に８００ｍｍ２以上の場合に分割導体を使用するが、分割導体＋防水材料を使用した海底ケーブルの防水効果が悪く、国内外ではこの構造を使っていなく、使用にも適しない。
【００４９】
３）円形＋ワイヤー＋防水構造であって、中心は押圧円形撚り合せ導体を使用し、各層の外にワイヤーで撚り合せ、この構造は製造が安定していなく、加工効果が良くなく、且つ円形導体とワイヤーとのインタフェースにおける防水効果が良くなく、防水要求を満たすことが困難であり、使用に適しない。
【００５０】
４）ワイヤー＋防水構造であって、多角形の撚り合せ導体が中心に撚り合わせると引き抜きにくく、より安定するので、中心導体は円形導体の代わりに六角型導体を使用する。円形導体を使用すると引き抜かれやすい。導体の撚り合せ方式は１＋６＋１２＋１８＋２４＋３０＋３６の正規撚り合わせである。
【００５１】
導体の撚り合せ層間にワイヤー導体が使用され、この構造は加工された後に外径が小さく、且つ導体押圧係数が０．９以上に達することができ、ワイヤー間の隙間に防水材料を充填することが容易であり、導体構造が安定しており、且つ超大断面の防水構造を満たし、ソフトジョイント導体の溶接が回復しやすいため、この構造は最適なオプション解決策である。
【００５２】
本実施例では、ケーブルの防水層構造は縦方向防水層と径方向防水層を含み、縦方向防水層が導体内部及び絶縁線コアの外部に含まれ、導体内部に防水接着剤が使用され又は防水性が高く、水浸透の場合に要する防水性能を満たす。導体絶縁線コアの外部に防水性能が高い半導電性防水テープが使用され、該防水材料が水と接触すると急速に膨張するので、水の縦方向への浸出を効果的に防止し、良好な縦方向防水効果を達成する。ケーブルの縦方向防水層は一層の押出された合金リードシースを使用し、該金属シースは密なシームレスチューブであり、チューブの外壁に一層の耐腐食性アスファルトがコーティングされ、その外部に一層の半導電性ＰＥシースが押出され、該総合防水層は良好な径方向防水効果だけでなく、優れた耐食性を有し、これによりケーブルが海底で安全に運用されることが十分に保証される。
【００５３】
直流海底ケーブルの断面は３０００ｍｍ２−４０００ｍｍ２である。本実施例では、導体構造は３５００ｍｍ２であり、構成が１＋６＋１２＋１８＋２４＋３０＋３６本であり、合計で１２７コアがあり、導体の総断面面積が３４９９．７ｍｍ２であり、導体の外径が６８．７ｍｍである。本発明の構造は大断面（３０００ｍｍ２−４０００ｍｍ２）ケーブルに使用される。このような大断面導体を製造する時に本発明の構造を使用すると、防水効果を効果的に高め、敷設が落差により制限されるという課題を克服し、長距離、高出力、大容量の要求を満たし、耐食性と引張り強度を効果的に向上させ、ケーブル耐用年数を延長させ、コストを低減させることができる。しかし、本構造が３０００ｍｍ２−４０００ｍｍｍ２より小さい小断面ケーブルに使用されると、以上の有益な効果をもたらせないだけでなく、耐用年数がより短くなり、効果もより悪くなる。そのため、本層状構造は３０００ｍｍ２−４０００ｍｍ２の大断面ケーブルのみに対して上記の有益な効果を効果的に奏することができる。従来技術は架橋ポリエチレン絶縁材料を使用することで敷設落差による問題を解決することができるが、ケーブルは使用される時に安定性が悪く、本実施例では、架橋ポリエチレン絶縁材料を本発明の六角形の支持コア１とワイヤー層と組み合わせて使用することにより、安定性を効果的に向上させ、且つ層状構造と組み合わせて使用し、さらに安定性を向上させる（大断面導体のみに対する）。
【００５４】
本発明は工場ジョイント（ソフトジョイント）によって２本の導体を一緒に溶接することができる。工場ジョイント（ソフトジョイント）は専用のジョイント装置を使用し、押出加硫の形態を含み、導体のジョイントは低抵抗の銀溶接棒を使用し、階層化転位溶接の方式で溶接される。金属化合物の化学反応熱を熱源として用い、過熱の（還元された）溶融金属により、直接的又はたは間接的に発熱して溶接する。全溶接は、タングステンアルゴンアーク溶接法を用い、導体全体を溶接し、導体の溶接ビードが扇状となり、溶接する時にアルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを保護ガスとし、導体の過度酸化を防止し、導体の溶接によりケーブルの引張り強度と電気的性能が要求を満たすことを確保する。絶縁ジョイント装置は二軸スクリュー押出機を使用し、新しい改質された架橋ポリエチレン絶縁材料及び半導電性シールド材料を層ごとに回復し、ケーブル本体の性能が一致する効果を達成する。リードシース及び半導電性ＰＥシースを回復する場合、予め作られたリードチューブで溶接して回復し、専用のリードシース引き抜き金型を使用し、溶接されたリードシースを外径が本体の外径に近くなるように引き抜き、その後半導電性ＰＥシースを回復する。後続の製造工程を容易に実行するように、ケーブルのソフトジョイントの外径が本体の外径に近いことを確保する。
【００５５】
導体溶接１００において、長距離海底ケーブルの製造の肝要なステップは導体溶接である。２本のケーブルの接続を実現する第一のステップは、一般的に発熱溶接、全溶接、階層化転位溶接に分ける。その溶接引張強度がケーブル本体の８５％に達する必要がある。インナーシールド層回復エリア２０において、導体溶接が回復された後に研磨処理を行い、該エリアにおいてインナーシールドの回復を行う。絶縁層回復エリア３０において、該エリアで前の工程の直後に専用の金型、専用の押出装置を使用して絶縁層の回復を完了し、加硫する。絶縁シールド層回復エリア４０において、一般的には絶縁層が回復された後に外径が本体の外径より大きいため、外径が本体の外径に近くなるまで精密に研削し、仕上げ研磨する必要がある。インナーシールド保留部５０において、２本のケーブルのインナーシールド保留部位はジョイントのインナーシールドと本体のインナーシールドとの互換性が良くなるためのものである。ストレスコーン６０において、絶縁を回復する時に、精密に研削されたストレスコーンが必要であり、その目的はソフトジョイントの絶縁と本体絶縁インタフェースを過度に滑らかにし、絶縁インタフェースでの電界分布を改善することである。絶縁層シールド保留部７０において、インナーシールド保留部と同様に、絶縁が回復された後に半導電性ペイントを塗装する。リードシース及び半導電性ＰＥシースの回復８０において、後続の製造を容易に行うために、リードシースに外径及び半導電性ＰＥシースの外径を回復させるように制御し、ソフトジョイントの外径が本体の外径に近く、且つ物理的性能を満たすことを確保する。
【００５６】
以上は、本発明の最適的な実施例に過ぎなく、本発明を制限せず、当業者は創作的な労働をせずに本発明の概念に基づいて様々な変更と変化をすることができる。従来技術の基礎上、当業者が本発明の概念に基づいて論理的な分析、推理または限られた実験により得られる技術案は、本発明の保護範囲以内に含まれるべきなものである。
【００５７】
（産業上の利用可能性）
本発明の実施例で説明された直流海底ケーブルは、六角形の支持コアを備え、六角形の支持コアの一辺の長さが３．３ｍｍ−３．７ｍｍであり、六角形の支持コアの外側に第一のワイヤー層が設置され、第一のワイヤー層が６本の第一のワイヤーのシングルワイヤーを含み、６本の第一のワイヤーのシングルワイヤーが支持コアと撚り合せて円形になり、各第一のワイヤーのシングルワイヤー（２ａ）の断面面積が２８．５０ｍｍ２−２９．５ｍｍ２である。本発明の実施例で説明された直流海底ケーブルは、防水効果を効果的に向上させ、敷設が落差に制限されるという難題を克服し、一方で、長距離、高出力、大容量の要求を満たすことができ、さらに、耐食性と引張り強度を効果的に向上させ、ケーブル耐用年数を延長させ、コストを低減させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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