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近些年,随着全球石化能源的枯竭和人类对电力需求的不断增加,全球都在大力发展新能源产业,而海洋领域的新能源开发更是各国争相去做的,比如海上风机发电、海洋潮汐能、海洋天然气与石油开采等,而为海上新能源至陆地使用的通道只有一个,那就是海底电缆。海底电缆作为沿海岛屿与城市之间电力与通信的重要传输手段,市场空间自然是巨大的。以我国为例,我国首先是一个海洋大国,拥有长达1.8万公里长的海岸线,超过6000个大大小小的岛屿分散在海岸的边缘。2015年我国电缆制造规模超过美国成为全球第一电缆制造国,而为了保障海上风电的安全输送,除了对海底电缆的生产制造等环节重点管控以外,对其装船运输、安装敷设也提出了更高要求。
众所周知,海底电缆的一次储线涉及几百吨乃至几千吨货物的储存,采用整体吊起这个重量的方案,无论是难度和费用将是不可接受的。通常小截面长度短的海底电缆能用标准电缆盘或特制电缆盘来装缆和运输,而大截面长度长的海缆则需要储存在有动力的转盘或者盘在储缆池中。在当前,我国大多数海底电缆的敷设船舶均采用被动收放线储缆装置,海底电缆在船舶内储缆盘中每盘一圈海缆就会自身也扭转360度,应力释放会分布在海缆的本体和外铠装上,且部分应力会慢慢往后传输,随着应力累积至到某一点时,海缆的外铠装就会出现灯笼状现像,尤其是对于大截面高电压等级海底电缆引出问题相对突出。针对当前国内二条高电压等级220kV海缆不同敷设方式的案例情况公开分析,有利于海上风电建设中对关键输送主线施工的决策提供参考。本文主要是针对海缆外铠的灯笼现象进行全面分析和提出建议。
案例
国内二个海上风电项目220KV海缆线路输送到陆上,其中一个项目是镀锌钢丝铠装三芯500mm2海缆,在敷设时采用2000T自动收放线转盘船施工敷设,海缆外铠装没有任何的应力,在规定时间内成功敷设安装,也是国外施工企业的固有做法。
另一个项目是铜丝外铠装单芯1600mm2海缆,敷设接缆船采用被动储缆盘,第一次海缆装船时,海缆的长度是12.35km,装缆速度平均为12m/min,最高速度为19m/min,退扭高度15米,缆盘中心直径10米(大于60倍电缆外径),铠装采用S向,盘缆的方向采用顺时针进行。海缆装运过程中出现大小不一的灯笼状,对业主和生产企业带来相当大的困惑,最后通过修复并在第三方权威机构见证检测合格后才实施。
第二次装缆由于敷设船舶没法调整还是采用原来的装缆船,所以只能从装缆速度上控制,降到5m/min,退扭高度提高至18米;并在缆下船通道的尾端装上两台高清的摄像头,进行全过程监控。但海缆到了船上还是出现类似灯笼状。
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