毕业论文《海洋工程电缆研究》.doc

目录摘要 2绪论 错误！未定义书签第1章海洋工程电缆 41.1海洋工程用电缆介绍 41.2海洋丁•程电缆的品种系列 41.3海洋工程用电缆技术性能 81.4海洋工程用电缆选择 11第2章 典型海洋工程电缆介绍 132. 1 NEK 606 中的 RF0U 和 IEEE 1580 中的 Type P 软电缆 132.2海洋工程用脐带电缆 14第3章 海底光缆和海底光电复合缆 163. 1海底光缆 163.2海底光电复合缆 19第4章 海洋工程电缆和海底光缆的发展概况和前景分析 224. 1海洋工程电缆发展概况及前景分析 224.2海底光缆发展概况及前景分析 234.3对海洋工程电缆和海底光缆的展望 25致谢 26参考文献 27摘要随着我国海洋事业的快速发展，海洋开发用电缆的应用越来越广泛，同样需 求也会越來越大这对于我国的海洋开发用电缆的发展是个难得的机遇我国的 海洋开发用电缆虽然发展速度较快，但相比于国外发达国家还是有一定的差距 木文主要介绍了海洋丁程用电缆和海底光缆的结构、性能、应用、现状和发展前 景对我国的海洋开发用电缆做了简单系统的介绍和分析，并介绍了儿种典型海 洋开发用电缆关键词：海洋开发用电缆、海洋工程用电缆、海底光缆、发展前景AbstractWith the rapid development of Chinas ocean career, ocean exploitation by cable used more widely, the same demand has increased・ This for our countrys Marine development with the development of the cable is a rare opportunity. Chinas ocean development by cable, though developing fast, but compared with the developed countries in foreign countries or at a distance. This article mainly introduced the ocean engineering with cable and of undersea optical cable structure, performance, application, the present situation and development prospect. The development of Chinas ocean with cable to a simple introduction and analysis of the system, and introduces several typical Marine development by cable.Keywords： Marine development by cable, ocean engineering with cable, undersea optical cable, the de vel opine nt prospect绪论我国有漫长的海岸线和广阔的海域，岛屿众多，海防任务艰巨。

海洋T程电 缆系统可以为岛屿和大陆间、岛屿间的通信、国土防卫、海中信号发送等提供稳 定可靠的平台因此随着开发利用海洋、国防等诸方而需求的不断增加，海底光 缆组成的系统在军事、民用领域有着非常广阔的应用前景21世纪是海洋开发的新世纪，是发展海洋经济的新时代海洋占地球而积 的三分Z二，然而人类的廿发活动至今却主耍局限在占地球面积三分Z—的陆地 上开发海洋、发展海洋经济是整个人类生存和社会发展极为现实的必由Z路 海洋有三个重耍的组成部分：岩石圈、水圈和生物圈岩石圈就是海底，水圈就 是海水本体，生物圈就是生活在海洋里的各种生物海洋资源与海洋产业，包括 海洋生物资源、海水资源、海洋空间资源、海底矿产资源、能资源（石油、天然 气、天然气水合物和海底热能等），以及深海生物基因资源等其中海底石油与 天然气勘探和开采，耍建造很多石油平台，电缆是必备的配套产品，且数量庞大, 持久时间长随着世界各国对海洋资源的大力开采，海洋工程迅速发展，使得海 洋工程用电缆的需求不断扩大，同时对其提出了更高的技术耍求这就耍求我们 不断地研究创新，从失败中总结教训，从成功中吸取经验，以便开发出技术含量 更高的产品，满足海洋工程的配套新要求。

光纤作为迄今为止不可替代的通信媒介，是通信系统的基础和首选，已成为 关系国家可持续发展的战略性产业从近年来光纤光缆的应用发展趋势看，光纤 通对海底光缆的依赖程度进一步增加海底光缆（简称:海缆）通信具有通信质量 稳定可靠，保密性好，隐蔽性好，抗毁、抗干扰等特点，无论是平时，还是战时, 作为隔海通信手段，都具有其他任何通信手段所无法替代的优势随着海缆在全 球范围内的广泛使用和上白万公里海缆线路的铺设，大容量海底光缆系统在现代 社会的信息超高速公路中扮演了非常重耍的和色台湾海峡发生地震造成海底光 缆断裂，引发互联网、国防通信、数据业务等大面积阻断事件，引起了人们对海 缆进一步的广泛关注第1章海洋工程电缆1.1海洋工程用电缆介绍海洋工程用电缆是指配套在海洋工程项冃上的特种电缆，如各类钻机模块， 采油平台等项冃所用的动力、控制和仪表电缆具显著的技术特点为高机械强度、 耐油污、防泥浆、防紫外线、成束阻燃/防火、耐高温、耐低温等海洋工•程用电缆根拯采用的标准、结构设计以及相关的技术性能要求的不同 主要分为两大类，即主要客户是欧洲市场的挪威NEK606： 2004标准电缆和客户群 为北美的IEEE45： 2002和IEEE1580： 2001标准电缆。

NEK606标准主要是无卤交联 聚乙烯和无卤乙丙橡胶绝缘电缆，而1EEE1580则主耍是交联聚烯姪(Type P)和乙 丙橡胶(Type E)绝缘系列电缆1.2海洋工程电缆的品种系列海洋工程用电缆,覆盖了平台采油和气用各种常规作业电缆，也包括海底油、 气资源钻探用电缆以及其他海底沉船、寻宝、地质和矿藏等探测电缆海洋工程 电缆设计并不太复杂，但制造技术较难，必须先具备大型装备，进行加T管道等 元件的绞合成缆，其次是大型装铠设备，还有是特种试验设备海洋工程电缆，已经形成一个独立的电缆产品体系，从功能和结构来看，包 括信号、同轴、双绞线组、高电压、大电流、光纤、流体、气体、钢丝铠装、芳 纶加固棒铠装、中性浮力(比重基本与海水相等)、脐带缆和各种类型的复合缆 还有用丁移动运行车(R0V)、拖曳声纳、潜艇声纳、海洋地质调查、海洋石油勘 探、海洋石油地唇系统、水下摄像、埋设电缆装备、海底T作站、海洋传感器等 尽管海洋工程电缆看起来似乎琳琅满冃，实质上仍然不岀电力、控制、信号、仪 表、通信、视频、数字传输和光传输等功能范畴不少场合需耍结合使用条件， 电缆具有复合结构和综合性能，并常需规定电缆直径的上限值。

1. 石油平台常用电缆按照使用场合或功效，大致可分为以下儿种，实际上结构和功能存在交叉:1) 水上使用电缆水上使用电缆，一般用于已电力、控制和仪表为主，电压大多数为1000 V 级以下，有部分为3300 V铜导体截而范围，大多在0. 5〜50 mm2 ,截而不一 定按照铜导体标准系列，需按照电缆直径上限值调整，可采用交联聚乙烯、乙丙 橡胶绝缘，电缆护套大多数采用耐水解的聚氨酯弹性体，基本不需铠装，一般也 不需要有芳纶复合加强构件，见图1-1 (a) o2) 浅水使用电缆浅水使用电缆，虽然敷设在水中，但水深很浅，所以也不需铠装和加强构件, 电缆功能和结构与水上使用电缆差不多，见图1-1 (b)o3) 带状电缆带状电缆使用数量较少，但便于电缆收放卷绕，有的以钢丝绳为主，见图 1_1(C)04) 铠装电缆铠装电缆是指镀锌双钢丝铠装电缆，钢丝外挤包护套，其材料可用高密度聚 乙烯、聚氨酯、低烟无卤聚烯坯等，这类产品常标有电缆允许承载吨位值电缆 内部结构按用途而定，现代铠装电缆已经过很大的改革，具有很多综合功能，其 中也包括光纤，见图1-1 (d)o5) 承重电缆承重电缆是指芳纶加强件承担负重的电缆，有芳纶复合棒、芳纶纤维绳挤包 护套和芳纶纤维编织三种类型，比铠装电缆有更多的优点，IT前还是价格较贵。

碳纤维的应用，今后也有可能，见图1-1 (e)c6) 综合光缆光缆应用，将会引起更大的改革，虽有单纯的光缆，实际上多数产品结构， 仍属于光-电综合缆，其中包括数拯传输线组或同轴对，大多数光-电综合缆，用 芳纶复合棒或芳纶纤维绳挤包护套或芳纶纤维编织加强，外护套大多挤包聚氨 酯，是前沿品种Z-,见图1-1 (f)o7) 管道检测用电缆，具有综合结构，包括同轴对，多个双绞线组，部分需 有缠绕铝和聚酯复合带构成单元屏蔽，有的需耍镀锡铜线编织总屏蔽，这部分电 缆根据它的负重条件，设置芳纶加强构件或玻璃丝加强构件或芳纶纤维编织加 强，电缆护套材料，应根据周I韦I环境而定，有高密度聚乙烯、热塑弹性体、无卤 阻燃聚烯坯、交联聚乙烯、阻燃聚氨酯等，见图1-1 (g)o8) 电视电缆电视电缆用于监测场合，通常包含多个同轴对，还包含控制芯、通信线对和 仪表芯，必耍时需由铜线编织构成总屏蔽，有需耍时由芳纶纤维编织构成加强层, 见图 1-1(1)和(j)b冰下作铠喊电垢Q二fr冷状規(府合光甥g)誉适绘电務i)仝同軸电抉电垢j堺合电杈电坊图1-1石油平台部分常用电缆示意图2. 水下探测用电缆1) 移动运行车(ROV)脐带缆和中性电缆随着水下作业深度越来越深，作业精度提高，移动运行车(ROV)已广泛应用。

现代的ROV,采用了更高清晰度的摄像和声纳，大容量、高带宽、低损耗的光纤 传输成为主流，2—6根光纤加多根电源加少量铜导体信号线，成为ROV缆的内 部标准配置，中层采用高密度聚亚胺脂(PUR),可在水下6000 m I作，脐带缆外 层采用多层不锈钢丝铠装承重，TMS与R0VZ间的中性缆，内层由芳纶纤维承重, 外层采用耐压发泡材料，以保证光-电缆与海水的比重基本相同2) 声纳电缆随着声学、数字、测控技术的高速发展，过去常用的多芯铠装拖曳电缆，已经不 能满足声纳系统的要求，一系列完整的新型声纳电缆已经问世，如铠装同轴电缆, 应用于侧扫声纳、鱼群探测声纳、吊放声纳等；光电拖曳缆，应用于现代先进的 合成孔径声纳及主被动声纳阵列系统中；双绞线电缆用丁•舷侧声纳系统中，内部 导线由4根屏蔽电源线和3个4线组组成3） 光电拖曳电缆随着探索深度增加，水下拖曳设备体积和重量的不断增加和数据容量的不断增 大，拖曳缆的设计要求也越来越高根据冃前市场的要求，安全工作载荷和破断 力以及缆的外径可按耍求选择定制，光-电拖曳电缆具有良好的拖曳特性经典 的拖曳缆设计，有三根光纤和三根电源芯，外层由三层铠装钢丝组成，外径仅为 17. 30mm,工作拉力却可达6吨。

4） 海洋地球物理和地震电缆高性能的海洋地震炮缆，内部包含各种不同孔径的高压气孔，耐压力等级分 SOOOpsi. 2000psi以及更小,结构中包括44〜122芯的双绞或四绞数据•线，以控制气枪的开合，双钢丝铠装承重的破断拉 力可达60吨，最外为PUR外护套，起防水及保护作用海底地震仪（0I3S）脐带缆，内部有电源线、信号线、单模或多模光纤，外层可为 双层/三层不锈钢钢丝铠装，也可用芳纶纤维加固件铠装，拉断力可达77吨5） 同轴电缆科学考察船以及CTD调查、吊放声纳等，长距离的铠装同轴缆是最常使用的，特 性阻抗一般。