理论教育 发射天线海洋中的电磁场及应用

发射天线海洋中的电磁场及应用

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:发射电极由多段圆筒铜电极串在一起构成。图7.18发射天线总体布置示意图中性浮力电缆内部导体由多根铝绞线同芯绞合而成,绞合并紧压后的有效截面约为500 mm2,绝缘采用交联聚乙烯,厚度2.5 mm,绝缘外采用铝塑复合带和PE内护套组成径向防水层,电缆外护套采用聚氨酯,厚度为4.0 mm。低阻抗天线是整个发射系统的关键组成部分,其阻抗决定了整个发射系统的大功率发射。发射电极由两组电极组成,单组电极包含四段电极。

发射天线海洋中的电磁场及应用

发射天线由中性浮力电缆与发射电极组成,总体布置如图7.18所示。中性浮力电缆由电缆本体与固定在其外部的浮子构成,浮子在满足4 000 m大深度工作条件下尽可能减小其密度,通过对浮子的精心设计使发射电缆达到中性浮力要求,水下拖曳时保持等浮状态。发射电极由多段圆筒铜电极串在一起构成。

图7.18 发射天线总体布置示意图

中性浮力电缆内部导体由多根铝绞线同芯绞合而成,绞合并紧压后的有效截面约为500 mm2,绝缘采用交联聚乙烯(XLPE),厚度2.5 mm,绝缘外采用铝塑复合带和PE内护套组成径向防水层,电缆外护套采用聚氨酯(TPU),厚度为4.0 mm。导体外绕包阻水带,阻水带是由高性能阻水材料和无纺布构成,阻水材料内含有大量的亲水基团,与水短时间接触就会吸收大量的水,且具有极好的保水性。在无挤压情况下,饱和吸水的材料在20℃下要200 h左右才能脱去大部分的水,即使挤压也只能释放少量水。若有水分进入电缆,此材料就会遇水迅速膨胀阻止水分沿电缆纵向进一步扩散,实现电缆纵向防水。

导体绝缘采用交联聚乙烯材料,该材料具有优异的介电性能,电气参数优异,体积电阻率(20℃)不小于1016Ω·cm;内护套选用聚乙烯(PE)材料,PE护套耐水性好,化学稳定性好,耐老化性能强,密度为0.91~0.96 g/cm3,熔融指数较小的高密度PE的耐环境应力开裂性能较好,常应用于海底电缆的护层。

外护套选用聚氨酯热塑性弹性体材料,聚氨酯具有高强度、高耐磨、高弹性、耐油、耐低温、耐辐照和耐臭氧等极其宝贵的综合性能。TPU材料机械性能优异,抗拉强度大于25 N/mm2,断裂伸长率大于300%,硬度可达邵氏87。(www.daowen.com)

低阻抗天线是整个发射系统的关键组成部分,其阻抗决定了整个发射系统的大功率发射。在实现大电流发射的目标指导下,应当尽量压缩电极的阻抗,以减轻甲板电源、深拖缆、逆变单元的功率要求。上述设计的等浮缆整个导体直流电阻(20℃)约为21 mΩ,考虑接头部分的接触电阻,回路直流电阻小于30 mΩ,电缆满足载流量1 500 A的要求。

发射电极由两组电极组成,单组电极包含四段电极。单段电极结构如图7.19所示,外表包有铜管,铜管内填充多段固体浮力材料,中心为不锈钢拉杆,起承力作用,铜管两端接线端子用于传输大电流。每个电极长度为2 m,外径约200 mm。

图7.19 电极结构示意图

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