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伴随着回声探测与潜水器技术的发展,敷设后的海底电缆通过回声探测技术还原海床的三维图像,检查海底电缆的敷设情况,若发现裸露在外的电缆,出动控制潜水器,深入海底捡起光缆,埋入泥土下面,增加冲埋式埋设犁施工法的准确性,冲埋式埋设犁施工法得到更加广泛的应用。
图9 控制潜水器
海底电缆敷设关键技术
1海底电缆转盘水平退扭技术
针对高电压、大直径的海底光电复合缆的特点,设计了一种先进的施工技术,即采用由液压驱动的水平转盘进行海缆的盘放,现场施工时,通过海缆牵引机将电缆从电缆转盘中送出,电缆转盘的转速、海缆牵引机的速度和海缆施工船的前进速度基本保持同步,将海缆匀速敷设到海底。
目前海底电缆领域常规的退扭方式是采用退扭架进行过缆和退扭,大直径海底电缆对退扭架高度要求很高,考虑到施工船的设计及通航高度限制,在施工船上安装退扭架会比较困难,必须要采用其他方式对电缆进行退扭。
采用转盘式水平退扭,可以解决上述问题,并保证施工期间海底电缆能理想退扭。具体为:在施工船上安装一个液压转盘、过缆桥,液压转盘可以正反方向旋转,过缆桥进口及出口可以左右上下调整。施工期间,采用液压转盘对海底电缆进行退扭,海底电缆通过转盘退扭完成后再通过过缆桥进入水下机械设备进行施工。可有效减少海缆的受力,降低海缆受外力损坏的风险。
2张力控制技术
海缆相对于敷设船强大的钢结构而言是十分脆弱的,在敷设过程中,除了自重和受到海水的浮力以外,还要受到波、浪和流的作用。因此,海缆在敷设过程中对张力的控制是非常严格的,一旦张力超过电缆的允许值,则电缆将受到损坏,而如果张力太小,又会导致海底的余缆过多,容易产生打扭,影响电缆的使用寿命,严重的会导致电缆的损坏。
海缆在敷设过程中最危险的就是出船区域和着地区域。由于出船区域露出水面,可以通过设计安装入水槽来确保满足海缆的最小弯曲半径。而对于海底着地区域的海缆,无法直接控制其最小弯曲半径和张力,一般采用经验参数法进行评估计算。经验参数法的主要思路是控制入水海缆在海底着地处的张力和最小弯曲半径,通过设定海缆在海底着地处的张力,反推出敷缆船上海缆的控制张力,进而保证海缆在敷设过程中的安全。
3海底电缆敷设保护技术
海底地形复杂多样,岩石和凹凸不平处会使海底电缆磨损或受力不均,造成损伤。海底电缆在海底需采取保护措施,在沙地及淤泥区,使用CAPJET高压冲水,冲出约2米深的沟槽,电缆埋入其 中,使用旁边的沙土将其覆盖,达到保护目的。在珊瑚礁及黏土区则使用切割机切割约0.6米深的沟槽,之后把海底电缆埋入沟槽,再在海底电缆上覆盖水泥盖板等硬质物体,进而实现对海底电缆敷设的保护。
结语
海底电缆作为联系陆上集控中心和海上升压站的通道线路,被称为风电项目的主动脉,是海上设施的重要组成部分。海底电缆同时在岛屿互联、海上油气平台、海上风电等领域得到广泛应用。海底电缆敷设主要有开挖法、刀犁式埋设犁施工法和冲埋式埋设犁施工法三种,其中开挖法利用潮汐自然回填,沟槽全部覆盖严密需要较长时间,海缆遭遇锚链破坏风险较大;刀犁式埋设犁施工法通常情况下在较易在泥质地施工,对地质强度要求相对较高;冲埋式埋设犁施工法因其适用范围广,工作效率高等优点被广泛使用。伴随着回声探测与控制潜水器技术的发展,海底电缆敷设的安全性得到很大程度提升,降低了敷设风险发生概率,减轻了维护成本。
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