连接深海未来:水下连接器——海洋强国的“水下关节”
发布时间:2025年11月27日
世界强国,必然是海洋强国。实时监控、智慧管理的现代海洋牧场,高效提供优质健康的各类水产;深海开采油气资源,为能源安全提供坚实保障…… “十五五”规划首次将海洋单独列为重点任务,提出“加强海洋开发利用保护。坚持陆海统筹,提高经略海洋能力,推动海洋经济高质量发展,加快建设海洋强国。”但是海洋并不是一汪静水,复杂的洋流和多变的温度盐度等挑战,需要多种监测和控制设备协同配合进行攻克。
图1 水下连接器组件示意图
就像智能家居系统,通过统一协议对接,用户可自由添加或移除智能音响、灯光、窗帘等设备;海洋牧场、油气平台等设施也采用了模块化思路连接各类仪器设备,降低扩展和维护的成本。而互联各种设备的产品,就是水下连接器。水下连接器相当于在水密缆上加装了一套插座和插头,插座与设备外壳共同形成密闭空间,避免渗水影响正常运转的同时,与外界进行电力传输、信号交换。上世纪50年代,干插拔水下连接器首先在美、法两国的潜艇上使用,通过向接口内压入橡胶实现密封。
20世纪80年代,随着海洋开发技术的积累和《联合国海洋法公约》对海洋资源开发规则的明确,多国财团投入巨资开发海洋资源,也带动水下连接器技术的高速发展。目前MacArtney公司SUBCONN系列、TE公司SEACON系列等产品均可在11000米水深下可靠工作,满足不同电压等级和芯数需求,并引领着行业标准。
干插拔水下连接器结构相对简单,基本能完全隔离海水影响,不过密封工序只能隔绝海水进行,后期维护需要将设备提出水面,成本仍然较高。为了满足海底观测网、海洋油气开发设备等水下组网的需求,利用电磁感应原理“无线”传输,和利用油液密封的水下连接器相继被发明出来。20世纪90年代中期,以美国ODI公司为代表研发的水下插拔光纤连接器得以实用,能够在连接和拆卸过程中保证光插件的清洁,既能实现高速数据传输,也能提高水声探测的灵敏度。目前ODI公司的Nautilus型水下插拔电连接器、Rolling-Seal型水下插拔连接器能够在6000米水深工作,可实现最高8芯的光电复合插拔
水下连接器作为海洋设备通用基础产品和水下光电传输“关重小件”,现在已经是海洋技术和工程装备领域应用数量最多的零部件之一。尽管我国在上世纪80年代也开启了水下连接器研制及生产相关工作,沈自所、中电科23所在国家“863”计划支持下攻克“深海水密电缆连接器工程化技术”、“M系列深海水密电缆连接器开发”课题,具备了水下连接器和配套线缆的研制开发能力,但与发达国家仍存在较为明显差距,高端产品依赖进口。一旦国外对我国停止出口,我国海底观测网、载人潜水器、海洋油气开采等重大海洋高端设备将无法正常运行,届时将严重制约我国海洋经济发展和海洋安全保障。
供/审稿
中国通信学会通信线路专业委员会
中天海洋系统有限公司 任程刚