ROV设计之电缆

HuiRov 2022年5月19日12:10:49
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大多数ROV需要电缆传输机械负载,功率和信号到潜器,或者从潜器传输回来。也有潜器是自动或半自动控制(通过声学链接),或者通过易损坏的光纤微型线缆控制。潜器的尺寸,重量和操作深度以及潜器的发动机,子系统和搭载设备共同决定了ROV的电缆设计。对于使用机电缆的标准ROV,主要有两种电缆:脐带缆(从船到ROV或者脐带缆管理系统TMS),系留电缆(TMSROV)。开始设计电缆需要考虑电功率,信号和强度情况。

 

ROV设计之电缆

功率要求

功率需求按安培计算。对于每一安培使用足够多的材料保证电源到达最远端使非常有必要的。大多数导体对电流的流动性有阻力,会造成电压的降低。因此使用低阻力的材料使非常有必要的,比如常用的铜。

另外需要考虑的使导体上的绝缘层需要能保持电能,ROV电缆通常使用热塑材料比如聚四氟乙烯作为绝缘体。无论怎样,由于热塑材料容易软化或热熔化,弄清楚操作环境和电流需要情况使非常有必要的。

操作电压是另一个需要考虑的电缆设计因素。在绝缘层上限制电压的应力是非常有必要的。如果电压太高将使绝缘层失效,使电能在到达目标之前先离开导体,这将造成危险状况。因此在电缆设计时如何处理电压应力时非常重要的。同样,设计一个单独的应急接地导体作为保护是非常常见的,以防绝缘体发生故障。

信号要求

信号要求需要转化为衰减损耗。无论电还是光信号都会在通过导体和绝缘体时衰减。这些衰减根据信号传输的介质和频率不同而不同。

信号传输可以时模拟的或者数字的,也可以是电的或者光的。通常用铜导体加上热塑材料来传输电信号。信号传输线经常需要屏蔽电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI.同样将信号传输线缆和电源传输导体分离开是常见的方式。有平衡和不平衡的电力传输方案,这取决于系统的需求。典型的平衡线缆是双绞线,不平衡的是同轴缆。其他需要考虑的因素包括:阻抗,电容和频率。

你同样可以通过多模和单模的光纤缆来进行信号传输。无论哪种光纤缆需要考虑:衰减,带宽和波长。

强度要求

这个强度提供了与ROV的机械连接。通常需要支持电缆重量,ROV和附加的负载,应对动态负载。同样,由于拉力原因电缆的尺寸会影响电缆上的负载。因此,选择电缆强度时有很多变量需要考虑。

钢是脐带缆常用的材质;通常会在钢外面包括一层碳素钢丝和镀锌涂层来防止它被腐蚀。这个材料的抗张强度,模量和抗磨性会保护电缆在使用时免受损坏。

合成纤维,比如杜邦公司的凯夫拉可以减少重量。合成纤维被常用来作为系留缆,同样在深水系统中作为脐带缆。合成纤维的强度需要一个保护层来增加抗磨性。合成纤维通常比钢缆要贵很多,但是重量的差异时相当明显的。对于超深水,使用合成纤维是能达到必需深度的唯一途径。

总的来说,ROV脐带缆或者系留缆的设计对于成功操作系统来说是至关重要的。无论怎样,技术已经发展到一定水平来应对会发生的设计问题,优秀的电缆也可以应对各种应用要求,无论是用于大坝检测的低成本ROV或者用于搜索马里亚纳海沟底部的KAIKO

下期我们将带来ROV设计之推进力,敬请期待!

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