海底电力电缆铠装结构机械强度分析及设计

《海底电力电缆铠装结构机械强度分析及设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第3期电线电缆2011年6月No．32011ElectricWire＆CableJan．，2011海底电力电缆铠装结构机械强度分析及设计夏峰，陈凯，张永明(宁波海缆研究院，浙江宁波315040)摘要：现行的能有效提高海底电力电缆(简称海缆)机械强度的方法是增加钢丝铠装层。铠装作为一种强度单元，主要起到承受轴向拉力和为海缆内核中的电以及光单元提供机械保护的作用。为了使海缆有足够的柔度，铠装一般被设计成螺旋缠绕于海缆内核外的形式。文中主要论述了海缆机械强度设计方法，特别是铠装的理论计算设计方法。关键词：海底电力电缆；铠装；机械强度；弯曲柔度；设计中圈分

2、类号：TM247．9文献标识码：A文章编号：1672-6901(2011)034)0084)4AnalysisandDesignoftheMechanicStrengthoftheArmoringinSubmarinePowerCablesXIAFeng，etal(NingbeSubmarineCableResearchInstitute，Ningbo315040，C~na)Abstract：’eefectivemethodnowusedtoraisethemechanicstrengthofsubmarinepowercables(shortSSsubma

3、—rinecables)istoaddawirearmoringtOthecable．Asastrengthmember，thearmoringwithstandslongitudinalpul—lingforceandprovidesmechanicprotectionfortheinsulatedconductorsandfiberunitsinsidesubmarinecables．InordertOprovideforthecablesuficientflexibility，thearmoringisusuallySOdesignedthatitis

4、helicallywoundaroundthefunctionunitsofsubmarinecables．Inthispaper，theauthorsdiscussedmainlythedesignofthemechanicstrengthofsubmarinecables，especiallythedesignofthetheoreticcalculationofthearmoring．Keywords：submarinepowercable；armoring；mechanicstrength；flexibility；design0引言1海缆铠装预设计随

5、着我国海洋经济的快速发展，高电压等级海由于钢丝铠装为螺旋绞合的复杂结构，其机械底电力电缆(以下简称海缆)得到了广泛应用。由强度的计算非常困难。在对海缆进行机械强度设计于海缆的外径不断增大，要求海缆本身具有更高的前，须对设计过程中所用的理论作基本假定，以明确机械强度，以便承受重力荷载；同时海缆在敷设以及其需要满足的必要条件。运行中，尤其是海缆发生故障需要打捞修理时，将承1．1海缆铠装设计的基本假定⋯受比正常敷设时更大的荷载，这些都对其机械强度(1)同一截面上的所有铠装钢丝有相同的伸长提出了更高的要求。由于海缆的功能单元结构相对和扭转等变形量，即平截面假定；固定

6、，而且原则上不作为承载单元，提高海缆机械强(2)海缆在初始无受力状态时层问没有摩擦；度一般采用的方法是在海缆功能单元外增加一层或(3)铠装钢丝所发生的力学行为皆在弹性范围者多层钢丝铠装，因此铠装的设计就成为海缆机械内；强度设计的关键。(4)忽略层间和层内的摩擦，忽略层间的互相作用力，层间可完全滑动。1．2每层铠装覆盖的密集度收稿日期：2010-09-16根据铠装覆盖密集程度的不同，相同的海缆节基金项目：国家科技支撑计划项目第2子课题“大长度圆半径可以有不同的铠装钢丝根数。通常选取的铠220kV光电复合交联电缆工艺技术与关键装覆盖密集度在90％一100％，因为

7、在这个范围内装备的研究(2007BAEI9B02)”．铠装结构具有更好的稳定性。根据几何关系，可以作者简介：夏峰(1985一)，男，宁波海缆研究院院长．作者地址：浙江宁波市高新区扬帆路999弄t号得到一个近似计算铠装覆盖密集度c的方法，其误[315040]．差在设计允许的范围内J：2011年第3期电线电缆2011年6月No．32011ElectricWire&CableJun．，2011Ci=nidi度，但同时弯曲的柔度也较低；当铠装缠绕角度变大×100％(1)时，其导致结果正好反之。因此，只有通过合理选择式中，c为铠装覆盖密集度(％)；／7,i为每层铠装钢

8、铠装的结构设计参数，才能找到最优的平衡点，以满丝根数