海上風電水下機器人防海水電纜

海上風電水下機器人防海水電纜

海上風電水下機器人的穩定作業，依賴防海水電纜實現電力與信號傳輸。海洋高鹽、高壓、低溫及機械摩擦等環境，對電纜性能提出嚴苛要求，以下從核心結構、材料及應用展開說明：

一、關鍵結構與材料選擇（一）導體：高導耐腐 + 抗疲勞

材料：選用純度≥99.99% 的無氧銅或鍍錫銅，鍍錫銅表面錫層可隔絕海水腐蝕，浸泡 1 年電阻變化率＜0.5%。

結構：采用 0.1-0.3mm 細銅絲多股絞合（外層與內層絞合方向），彎曲半徑縮小至電纜外徑 5-8 倍，適配機器人頻繁扭轉；部分電纜內置芳綸纖維（抗拉強度 3.6GPa），可承受 500-2000N 拉力，避免拉伸斷裂。

（二）絕緣層：防蝕 + 耐高壓

主流材料：交聯聚乙烯（XLPE，絕緣電阻≥101?Ω?cm，耐深海低溫高壓）、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU，吸水率＜0.3%，耐水解抗微生物）、聚四氟乙烯（PTFE，耐化學腐蝕，適配高頻信號傳輸）。

優化設計：采用多層絕緣結構，內層保障絕緣性能，外層增強耐磨損；添加納米二氧化硅填充微孔，提升耐電樹枝化能力，適應高壓環境。

（三）護套層：耐磨 + 防附著

核心材料：改性聚乙烯（PE，耐海水腐蝕，浸泡 3 年無明顯損壞）、聚氨酯（PU，耐磨性是普通材料 3-5 倍，抗生物附著）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE，耐磨性為鋼材 6 倍，密度僅 1/8，降低水阻）。

防護升級：護套表面涂覆納米銀抗菌涂層（抗菌率≥99%）或有機硅防污涂層，減少微生物附著與摩擦損耗。

（四）防水密封：阻水 + 防漏

內部填充高吸水性防水紗（遇水膨脹填縫）或防水膠，固化后形成密封屏障；接頭采用 “密封墊 + 密封膠 + 金屬鎧裝” 多層密封，避免海水滲入。

二、應用與優勢

海纜檢測：某項目中，XLPE 絕緣 + PU 護套電纜配合機器人作業 500 小時，信號穩定，完成海纜損傷檢測，效率較傳統方式提升 3 倍。

風機基礎檢查：無氧銅導體 + UHMWPE 護套電纜，在泥沙環境中作業半年，護套僅輕微磨損，清晰捕捉基礎腐蝕情況，降低停機風險。

這類無橡膠電纜可適應深海、低溫、高鹽環境，為水下機器人運維提供可靠保障。