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海底电缆登陆端连接陆地升压站或集控中心。在登陆点通常会将电缆放置在石砌电缆沟或混凝土槽内,再回填泥沙,盖上盖板。
图12 海底电缆登陆端施工
3海底电缆中间段
海底电缆在中间段一般埋在海底,除非无人类活动或有良好的海洋环境。海上风电位于近岸浅海区域,人类活动频繁,海底环境复杂。浅海区域海底冲刷严重,海底电缆裸露在海床上可能会引起海床冲刷掏蚀,出现海缆部分悬空而产生电缆过度弯曲损坏的风险;此外近海区域船舶的拖网、抛锚操作频繁,裸露的海底电缆风险较高,因此海上风电中间段均采用埋设的方法,将电缆埋在海底下2m左右。
随着海上风电往深远海发展,到达水深较深区域,如海底水流基本静止,且无人类活动,海底电缆可以不埋设。
4漂浮式海上风电的动态电缆
随着海上风电往深远海发展,漂浮式海上风电正在逐步实现,如欧洲已建成的Hywind和Windfloat等(见前期漂浮式风电系列文章,Hywind漂浮式风电技术简析、WindFloat漂浮式风电技术简析等)。与固定式风电基础不同,漂浮式海上风电基础会在风、潮汐、波浪、海流等环境条件下运动,因此漂浮式海上风电的电缆连接需要采用动态电缆的连接方法。
漂浮式海上风电动态缆面临大截面、高电压、周期性负荷、绝缘老化、复杂环境载荷等耦合性问题,是目前海上风电的主要研究方向之一。
图15 海上风电场动态电缆示意图
图16 连接漂浮式风电的海底电缆
结语
虽然海底电缆历史较长,发展相对成熟,但是其应用在海上风电的时间并不长,如本文所述,目前还面临着许多具体问题。千尧科技专注于海上风电领域的各项问题,后续为读者带来一系列海底电缆的相关介绍、技术进展和分析。
二、海底电缆敷设与安装
导读
近年来,伴随着风电技术的日趋成熟,海上风电行业得到迅猛发展,据统计我国2019年新增装机1.98GW,再次成为海上风电新增装机最多的国家。同时,为了增强离岸岛屿的供电可靠性,我国兴建了多项海底电缆输电工程。在这些跨海输电工程中,海底电缆作为连接两端变电站或换流站的重要设备,在其生产中发挥着重要的作用。海底电缆敷设质量的好坏对整个供电系统的寿命和效益产生重要影响。随着海上风电项目离岸距离越来越远,一些质量大、长度长的海缆被运用到输电工程中,这对海底电缆的敷设提出了更高的要求。
图1 海底电缆敷设船
来源 | 公众号“千尧科技”
ID | gh_dae18bff767f
图片 | 网 络
海底电缆敷设
海上风电场的海底电缆为解决海底高压、防腐蚀以及绝缘等问题,采用包括加强层 、防蛀层 、绝缘层等多层结构,直径大、强度高。例如,典型的单芯牛皮纸绝缘海缆,直径约140毫米,每米重量约48千克;海上升压站与陆上集控中心之间多采用的光电复合缆,直径约250毫米,每米重量约110千克。
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