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分析
(一)产生灯笼状现像分析
1、由于采用无动力收线盘进行海缆装船,海缆在盘绕过程中本体在旋转,由于铠装方向为S向,盘缆方向为顺时针,因此铠装层的金属丝会有松开的过程。这种力的导向会随着盘缆长度的增长而累积,且力会一步步传递下去,应力集中到某一点时而形成灯笼现像。
2、装缆速度过快可能容易造成应力的集中速度过快而形成灯笼状,但不是主要原因。
3、铠装材料的弹性模量的差别。镀锌钢丝的灯笼状当缆敷设拉直时灯笼状基本能消失,由于铜丝的弹性模量平均值为115.5GPa,当它出现大的灯笼状时就会变形,这也是导致外铜丝铠装成V字形的主要原因,需要人工修复解决。
(二)灯笼状影响分析
1、海缆的外铠装分成:镀锌钢丝铠装、铜丝铠装(圆铜丝或扁铜丝)
2、ф6mm镀锌钢丝的抗拉强度≥340MPa,弹性摸量平均值为213GPa,ф6mm圆铜丝的抗拉强度≥340MPa,弹性摸量平均值为115.5GPa,扁铜丝铠装生产要求和敷设要求更高,它的主要优点在于提高海缆的侧压力,目前圆铜丝能满足侧压力的情况下国内没采用扁铜丝铠装。
3、单芯海缆带光纤传输,外铠装产生灯笼对光纤的完整性带来不确定因素。
4、大的灯笼状对海缆的敷设会产生影响,过布缆机、导缆笼、埋设犁时是否能通过。
5、出现灯笼状点的外铠装抗拉强度相应薄弱,在敷设时要特别关注。
6、外铠装灯笼一般在装缆过程中盘缆方向为顺时针(铠装层方向为S向时),因此铠装层的金属丝会有松开的过程,当应力释放时鼓起的铠装方向朝外,对内层的铅护套和绝缘不会造成挤压受伤影响。
结构如下图:
7、为了安全起见,关键要分析这条海缆的导体本身能承受的拉力在施工敷设过程中能否达到安全的抗拉强度,再适当考虑外铠装的机械性能,完整的海缆机械拉力以外铠装为主。
小结
为了保障海上风电的安全输送,海底电缆的生产制造是一重要环节,要对原材料、生产过程、检测,重点管控,对海缆的施工船泊、工艺、安全、施工经验也要特别关注,合格的海缆运行需安装敷设配合才能完整,对施工敷设提出了更高要求。从上述的案例说明,国外采用的自动收放线盘船泊敷设海缆是有科学依据和实际经验的,同时建议:国内大截面高电压等级的海缆敷设同样采用装有自动收放线转盘的敷设船泊接缆并进行施工。
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