２０１１年第３期 电线电缆 ２０１１年６月 Ｎｏ．３ ２Ｏ１ｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ Ｊｕｎ．，２０１１ 石油平台用综合电缆的研制 赵正兵， 周勇伟 （江苏远洋东泽电缆股份有限公司，江苏扬州２２５１２９） 摘要：随着中国对南海石油资源的开发和利用，国内３ ０００ ｍ深水平台（第６代）已在上海外高桥造船有限公 司下水。为了减轻与之配套的各种电缆的重量和所占用空间，增加平台额定工作负载，开发了一种石油平台 用综合电缆。它集电力、通信、仪表三个单元电缆于一体，具有体积小、重量轻，耐油、耐泥浆、耐海水，屏蔽性能 好。抗电磁干扰能力强等优点。 关键词：石油平台用综合电缆；低烟无卤；耐油；研制 中圈分类号：ＴＭ２４６．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－６９０１（２Ｏｌ１）０３－１２０２６－０３ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｃａｂｌｅ ｆｏｒ Ｏｎ融ｇｓ ＺＨＡＯ Ｚｈｅｎｇ—ｂｉｎｇ，ｅｔ ａｌ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｙｕａｎｙａｎｇ Ｃａｂｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５１２９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：３ ０００ ｍ ｄｅｅｐｗａｔｅｒ－ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｉｌ喀（ｔｈｅ ６ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｂｕｉｌｔ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｂｙ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗａｉｇａｏ— ｑｉａｏ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｓｅａ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｏｎｅ ｎｅｗ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｂｌｅ ｉｎ ａｓｓｅｍｂｌｅ ｗｉｔｈ ｐｏｗｅｒ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃａｂｌｅ ｕｎｉｔ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｌｅｓｓ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｃａｂｌｅｓ．Ｉｔｓ ｕｎｉｑｕｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｒｅ：ｌｏｗ ｓｍｏｋｅ ｈａｌｏｇｅｎ ｆｒｅｅ．ｓｍａｌｌｅｒ ｖｏｈｌｌｎｅ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｅｒ ｗｅｉｈｇｔ；ｏｉｌ－ｒｅｓｉｓｔ＿ ａｎｔ，ｍｕｄ．ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ａｎｄ ｓｅａ ｗａｔｅｒ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ；ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｓｈｉｅｌｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ａｎｄ ｅｘｅｅＨｅｎｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒ－ ｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｏｉｌ ｆｉｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｂｌｅ；ｌｏｗ ｓｍｏｋｅ ｈａｌｏｇｅｎ ｆｒｅｅ；ｏｉｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ０引 言 负载。为此我们设计研制了石油平台用综合电缆， 它集电力、通信、仪表三个单元电缆于一体，相互间 中国南海已探明的石油地质储量为２３０亿吨， 采用独立分相屏蔽隔离结构，防止电磁干扰，同时减 被称为中国的波斯湾，但该地区海域较深，深水平台 少了电缆的占用空间，从而在保证性能的基础上最 制造核心技术又被国外垄断，严重制约了我国南海 大限度地减轻电缆的重量。 的石油开发利用。２００９年，随着我国自主设计和研 发的第６代深水平台的下水，标志着国内建造大型 ２综合电缆的设计 深水平台的技术已成熟，对与之配套的石油平台用 在石油平台的设计中，平台的体积和总重量是 综合电缆（以下简称综合电缆）也提出了很高的技 一定的，这就要求尽可能减小电缆重量和所占用空 术要求。 间，以增加平台额定的工作负载。为此我们将电力 １综合电缆使用环境和特点 （型号规格为ＣＪＰＪ ８５／ＳＣ ３×１．５），通信（型号规格 为ＳＹＶ ７５－５）、仪表（型号规格为ＣＨＪＨＰ ８５／ＳＣ １× 目前，国内外石油平台电气工程中为了电气性 ２×１．５）三个单元电缆集于一体，综合电缆的结构 能安全，各类动力、控制、通信电缆一般均采用隔离 见图１。 敷设，或者在电缆结构上增加屏蔽层，减少不同电缆 由于电力单元场强较高，对通信单元影响较大， 之间的干扰。但是由于石油平台上可供电缆敷设的 因此，在电力单元成缆后增加了镀锡铜丝编织屏蔽， 空间十分狭小，按照传统的敷设方式不但敷设麻烦， 使通信单元在信号传输过程中连续、稳定、可靠。同 增加了相应的成本，同时不利于增加平台额定工作 时，在电缆内护套外又增加了镀锡铜丝编织，不仅起 到了铠装作用，也起到了总屏蔽的效果，使整根电缆 收稿日期：２０１０－０９－２５ 与外界互不干扰。 作者简介：赵正兵（１９７２一），男，工程师． 在材料选用上，综合电缆内部材料与通用型电 作者地址：江苏扬州市瓜洲镇宝石路２号［２２５１２９］ 缆无异，但对外护套则有特殊要求，一方面是由于平 ２０１１年第３期 Ｎｏ．３ ２０１１ 电线电缆 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ ２０１１年６月 Ｊｕｎ．，２０１１ 表１重量与占用空间对比 类别 型号 规格 重量 ／（ｋｓ／ｋｍ） 电力 ＣＪＰＪ ８５／ＳＣ ３×１．５ ２ｌ９ 占用空间 ／ｍ３ １３．２６ 通信 仪表 Ｓｙｖ ７５－５ ｌ２０ １８９ ４．４１５ ６ １３．２４ ＣＨＪＰＪＰ ８５／ＳＣ １×２×１．５ 三根电缆总和 ３×１．５／７５－５／ ５２８ ３５４ ｌ×２×１．５ ３０．９ｌ １９．４５ 综合电缆 表２屏蔽性能参数表 产品性能 分布电感／（ｍＩ－Ｉ／ｋｍ） 绝缘电阻常数（９０￣Ｃ）／（Ｍｎ・ｋｍ） 指标要求 ≤１ ≥３．６７ 实测值 Ｏ．０３ ｌ ８６Ｏ 绝缘介电常数 ≤２．５ ≤ｌ ≤Ｏ．Ｏ５ ≤７０ ２．４ Ｏ．８ Ｏ．０ｌ ５５ 图１综合电缆的结构 １一镀锡铜绞线２一交联聚乙烯绝缘３一绕包带４一镀锡铜丝编 屏蔽传输阻抗（１００ ＭＨｚ）／（１ｌ／ｋｍ） 屏蔽抑制系数 抗辐射干扰系数（１２０ ｄＢ透入）／ｄＢ 织屏蔽装一５一绕包带６一无卤聚烯烃内护套９一铜绞线７一镀锡铜丝编织铠 １１ １４一镀锡铜绞线 ８一交联聚乙烯外护套铝箔１２一铜丝编织屏蔽１５一交联聚乙烯绝缘１０一实芯聚乙烯绝缘１７一镀锡铜丝编织屏蔽 １３一聚氯乙烯护套１６一绕包带３．４电缆的低烟无卤、耐油、耐泥浆性能 参照海洋石油平台权威标准ＮＥＫ ６０６对综合 台作业环境多油污、含易燃气体，护套材料需要具备 电缆的低烟无卤、耐油、耐泥浆等性能进行检测，各 耐油阻燃性能；另一方面由于电力、通信、仪表三个 单元合而为一，势必增加了单根电缆的重量，因此要 求外护套具备较高的机械强度；另外，考虑到石油平 台长期海上作业，可能会接触到海水、泥浆，这就要 项指标均达到要求（见表３）。 表３综合电缆低烟无卤、耐油、耐泥浆性能 项目 浸油（ＩＲＭ ９０３）后的性能（１００±２＂Ｃ，７ ｄ） 抗张强度变化率／％ 断裂伸长率变化率／％ ≤－－ｔ３０ ≤±３０ 一ｌ２ —８ 技术指标 实测值 求外护套能耐海水、泥浆腐蚀。综合考虑以上要求， 并消化国内外技术资料后，我们采用了耐油耐泥阻 燃交联聚烯烃材料。 体积膨胀率／％ 重量增加率／％ ≤±３０ ≤±３０ —３ —６ ３综合电缆工艺要点及性能 ３．１关键工序工艺要点 浸水基溴化钙溶液后的性能（７０±２℃，５６ ｄ） 抗张强度变化率／％ ≤±２５ —９ （１）单元屏蔽。三个单元系统分别采用编织屏 蔽，增加了屏蔽效果，且互不干扰，编织密度≥８５％。 断裂伸长率变化率／％ 体积膨胀率／％ ≤±２５ ≤±２０ —２ —４ （２）成缆。在５００型成缆机上进行，成缆节径 比不大于ｌ８。 重量增加率／％ 浸油基钻液后的性能（７０±２℃，５６ ｄ） ≤±１５ —３ 抗张强度变化率／％ 断裂伸长率变化璋ｒ／％ 体积膨胀率／％ ≤±２５ ≤±２５ ≤±２０ 一Ｉ１ —５ —７ （３）内护套。要求挤包圆整、紧实。 （４）铠装（总屏蔽）。采用镀锡铜丝编织，编织 密度Ｉ＞８２％。 重量增加率／％ 烟中透光率／％ ≤±１５ ≥６ｏ 一五 ７０ （５）外护套。采用耐油耐泥阻燃交联聚烯烃材 料。外护套挤包后需辐照交联。 ３．２电缆的重量与体积 氟含量／％ 卤酸气体含量／％ 酸气含量 ｐＨ值 电导 （ＩＪ，Ｓ／ｍｍ） ≤Ｏ．１ ≤Ｏ．５ ０．０２ Ｏ．２１ 与单独的电力、通信、仪表三根电缆相比，综合 电缆极大地降低了重量和占用空间，其对比见表１。 ３．３电缆的屏蔽性能 ≥４．３ ≤ｌＯ ７ ６ 电缆的屏蔽性能见表２。 （下转第３ｏ页） ・２７・ ２０１１年第３期 Ｎｏ．３ ２Ｏｌｌ 电线电缆 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗｉｒｅ＆Ｃａｂｌｅ ２０１１年６月 Ｊｕｎ．，２０１１ ３３０℃、３４０ｃｌ＝，机头为３５０℃，眼模为３５３℃，加热环 为３２０ａ【＝。因绝缘较薄，挤出方式为挤管式，绝缘料 出模后有～段管状拉伸，为避免接触到冷空气出现 急冷，在模口的前端增加一段充满加热空气的加热 环（见图２），以确保胶料挤包在导体前的管状拉伸 过程中由加热的空气进行保温。 ５结束语 极细电子线作为消费类终端电子产品的理想内 部连接线，有着广阔的市场前景。通过对材料、设 备、挤出工艺等的研究分析，已生产出合格的极细电 子线产品供应市场，提升了企业的竞争力。 参考文献： ［１］瑞士麦拉菲尔公司．领先的“ＥＸＴＲＵＣＥＬＬ－Ｆ”微细同轴电缆制 造技术［Ｊ］．现代传输，２ｏｏ９（１）：３６－３７． ［２］Ｈｏｆｉｂｅ Ｍ，Ｓｈｉｄａ Ｍ，Ｋｏｍｉｙａｍａ Ｋ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ａｉｒ ｌｉｎｅｓ ｉｎ ３．５－ａｎｄ １．０－ｎｌｏｌ ｌｉｎｅ ｓｉｚｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００９，５８（４）： １０７８．１０８３． ［３］ＫｉｋｕｅｈｉＫ，Ｔａｎａｋａ Ｓ，Ｕｎｎｏ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｃｉｓｅ ｈｉｓｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｈｏｕｔｔ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｃｏａｘｉａｌ ｃａｂｌｅ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ５ｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｉｋｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＥＰＴＣ ２００３），Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ，２００３．２２１－２２７． 图２模套加热环示意图 （上接第２７页） ４综合电缆的发展前景 石油平台用综合电缆是石油平台综合布线系统 中高性能布线的优选电缆，它集电力、通信、仪表三 个单元电缆于一体，有效节约了石油平台中相当宝 贵的空间，增加了石油平台额定工作负载，同时减少 了电缆敷设中材料的消耗，节约了经济成本。充分 考虑到电力单元对通信、仪表单元的电磁干扰，每个 单元均采用独立的编织屏蔽；为了使电缆与外部互 不干扰，又增加了电缆的总屏蔽。 和工艺进行改进与研究，进一步采用新材料、新技 术，不断提高石油平台用综合电缆的质量，满足市场 的要求。 参考文献： ［１］ ＩＥＣ ６１８９２－４：２００７移动式及固定式近海装置．电气设施．第４ 部分：电缆［Ｓ】． ［２］ＩＥＣ ６００９２－３５０：２００８船用电气设备第３５０部分：船用电力电 缆一般结构及试验要求［ｓ］． ［３］１ＥＣ ６００９２．３７６：２００３船用电气设备第３７６部分：１５０／２５０ Ｖ （３００ Ｖ）控制及仪表回路用电缆［ｓ］． 产品已先后应用于渤海石油通信项目、中国海 洋石油基地集团服务公司旅大油田开发项目等国家 ［４］李永江，陆云春．海洋工程用电缆标准ＮＥＫ ６０６和ＩＥＥＥ １５８０ 比较分析［Ｊ］．电线电缆，２００９（６）：１５－１７． 重点工程，受到用户好评。当然鉴于海洋石油工程 ［５］李永江．海洋工程用电缆技术性能及设计选型［Ｊ］．江苏船舶， ２００９（４）：２２－２３． 。 。 。 。 。 。 ＋— 。 — 。 。、 的快速发展，今后我们还应不断对产品的结构、材料 ＋ 电线电缆编辑部声明 为适应我国信息化建设需要，扩大作者学术交流渠道，本刊已在“万方数据．数字化期刊群”全文上 网，被《中国核心期刊（遴选）数据库》、中国学术期刊综合评价数据库和中国科技期刊数据库（全文版） 全文收录。作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意将文章编入该数据库，请在来稿 时声明，本刊将做适当处理。 凡在来稿中不明确表示作者不愿在《中国核心期刊（遴选）数据库》、中国学术期刊综合评价数据库 和中国科技期刊数据库（全文版）收录及刊载者，本编辑部均认为作者同意该文编入上述的信息网及数 据库，并收录和刊载。 ・３０・