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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