风电海底电缆典型敷设施工

风电海底电缆典型敷设施工唐蔚平;薛雷刚;王志强【摘要】介绍了海底电缆敷设施工的工艺流程，指出敷设工程的质量控制要点和内容，并从防火、抵抗风浪、作业安全和警戒保卫等方面建立危险源安全保障要点。所建立的海底电缆敷设施工质量和安全保障体系在国家高技术研究发展计划示范工程---大型风电场柔性直流输电接入技术研究与开发项目中应用，结果表明能有效地满足高压海底电缆现场施工的需要。%Thispaperintroducestechnicalflowoflayingconstructionofwindpowersubmarinecableandpointsoutkeypointsandcontentsofqualitycontrol.Inaspectsoffireprotection,stormresistance,workingsafetyandalertdefense,itdiscussesestablishmentforkeypointofdangersourcesecurityassurance.Thequalityandsecurityassurancesystemofestab-lishedsubmarinecableisappliedinnationalhightechnologyresearchanddevelopmentplanningdemonstrationproject-flexi-bledirectcurrentpowertransmissionandconnectionresearchanddevelopmentprojectinlargescaledwindpowersta-tion.Theapplicationresultindicatesthatthelayingconstructionofthesubmarinecableiseffectivelysatisfyingrequirementforfieldconstructionofhighvoltagesubmarinecable.【期刊名称】《广东电力》【年(卷)，期】2014(000)006【总页数】4页(P77-79,104)【关键词】海底电缆;敷设;质量控制;危险源【作者】唐蔚平;薛雷刚;王志强【作者单位】中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663;中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663;中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663【正文语种】中文【中图分类】TM757.4中国风电开发主要集中于陆上，2010年启动海上风电开发。按照中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要，中国将建设6个陆上和2个海上大型风电基地，新建风电装机容量70GW以上，其中海上风电装机容量达5GW，风电建设由此进入〃海陆并举，全面发展”的新阶段。海底电缆敷设施工属于海上风电建设中一个非常关键的专业施工项目，本文对其施工工艺、质量控制、安全控制等进行论述。1海底电缆敷设施工工艺海底电缆敷设施工属于一个相对特殊的施工项目，目前中国缺乏相应的设计规范、施工规范和质量验收规范。在中国，海底电缆敷设常采用牵引缆绞锚、水下冲埋和边敷边埋的方式。常规海底电缆敷设施工工艺如下：a） 接缆。按地点可分为码头接缆和船上过缆，按方式可分为散装过缆和整体吊装过缆。中国通常采用海底电缆敷设船接缆，地点一般为生产厂家的码头。b） 试航。施工船舶到达施工现场后，首先进行试航作业，熟悉海况及施工航线，以确保施工安全及施工质量，此工序为非必须完成的工序。c） 扫海。主要排除施工路由轴线上影响施工顺利进行的旧有废弃缆线、插网、渔网等小型障碍物，常采用锚艇尾系扫海工具，沿设计电缆路由往返扫海。d） 敷设主牵引钢缆。海底电缆敷设船一般为无动力船型，需要拖轮拖带，常采用设置主牵引钢缆引导敷设船的施工方法。e） 登陆准备。登陆前在两登陆点的路由轴线上挖设绞磨机地垅，在登陆的滩涂上按设计轴线敷设电缆登陆的牵引钢丝，并在电缆登陆路由沿途设置滚轮，以保护电缆免受磨损和减小电缆登陆时的摩擦力。f） 始端登陆。海底电缆始端登陆前，在高潮位时将施工船锚泊就位于登陆点附近，以减小登陆距离，并利用差分全球定位系统（differenceglobalpositioningsystem，DGPS）的测量系统定位于路由轴线上，在始端登陆点处设置绞磨机。登陆时，电缆头从船头通过入水槽入海，利用预先设置在始端登陆点处的绞磨机牵引电缆浮运登陆。始端登陆施工示意如图1所示。图1海底电缆始端登陆施工示意图g） 敷埋段施工。海底电缆敷埋段施工主要步骤是埋深施工船锚泊就位-缆盘内电缆提升一电缆放入甲板入水槽一电缆放入埋设机腹部一投放埋设机至海床面一牵引施工船敷埋电缆，中国海底电缆施工船的敷设速度通常不超过10m/min。海底电缆敷埋段施工示意如图2所示。图2海底电缆敷埋段施工示意图h） 终端登陆。海底电缆终端登陆前，利用布缆机将电缆通过入水槽送入水中，在电缆入水段每隔几米垫以充气内胎助浮。电缆不断送出后在水面上逐渐形成一个不断扩大的“Q”形状[1],工作艇监视和控制海面上电缆弯曲情况，防止电缆扭弯，准确测量电缆登陆距离后，将电缆截断、封头。待电缆头牵引出施工船后，在电缆头上设置活络转头，并与设置在终端登陆点处的绞磨机牵引钢丝连接，启动绞磨机牵引电缆，待电缆牵引施工完成后，沿电缆沟槽逐个拆除浮运电缆的轮胎［2］，将电缆沉放至海床上，然后牵引就位。海底电缆终端登陆施工示意如图3所示。图3海底电缆终端登陆施工示意图2施工质量控制2.1质量控制要点海底电缆敷设工程质量控制要点见表1。表1海底电缆敷设工程质量控制要点海底电缆测试敷设完成后投运时试验、线路参数测试2.2质量控制内容2.2.1接缆接缆工序属于海底电缆质量控制的首道环节。在过缆时注意确保海底电缆的弯曲半径和张力符合要求，以及外护层不被损坏。采用滚轮设置海底电缆的临时通道，海底电缆盘放俯视沿顺时针方向。过缆过程中应注意潮位的变化，施工船带缆应留有合理的余量。采用机械计米器计量海底电缆的长度，并与海底电缆长度标志对照复核。2.2.2海底电缆登陆在海底电缆登陆时，准确测量登陆路由长度，计算登陆用缆长度。严格控制登陆时海底电缆张力和弯曲半径［3］，使之在允许的范围，防止牵引的突然启动和停止。2.2.3海底电缆埋深在进行海底电缆敷埋时同步监测埋设机的水下姿态，严格控制海底电缆的埋设深度，当埋设深度低于设计要求时，应及时查明原因，排除故障后才能进行施工。埋设机的投放和回收作业应在风浪、潮流较小的情况下进行，投放完成后应派潜水员水下检查海底电缆与埋设机的相对位置［4］。3安全保障要点海底电缆敷设施工的风险较高，本文从海上船舶安全生产、船舶防火安全、抵抗风浪、施工船撤离、机械设备安全使用、施工用电安全、作业许可证制度、材料的搬运和存储、安全检查、警戒保卫工作等方面建立危险源安全保障要点[5],分管线损坏、淹溺、起重伤害、触电和火灾等5类。3.1管线损坏危险因素：施工和船舶抛锚时，易破坏海底管线。措施和方案：查看海图和概位图，掌握管线走向，明确交底，采用全球定位系统导航定位。3.2淹溺危险因素：受海况影响，人员上下船、船舶靠码头时船体不稳，易造成人员坠海和跌伤。措施和方案：制定登交通船管理制度及坠落预案，配备救生网、救生圈、救生竹篙，由专人负责监护。3.3起重伤害危险因素：违章指挥；操作工操作失误；机械限位装置失灵；卷扬机刹车失灵；船舶抛锚和施工时，锚钢丝绳在受力不均匀的情况下易断，造成船只移动或工作人员碰到锚钢丝绳发生坠海、受伤事故。措施和方案：加强小型机械的检验和保养。锚机运作过程中保持各锚钢丝绳受力均匀，并设专人协助观察各锚钢丝绳受力情况。甲板工作人员备好救生衣，同时严禁工作人员靠近锚钢丝绳。3.4触电危险因素：电工、电焊工违章作业，未按三级用电、二级保护要求接电，电箱、海底电缆线、电焊机为不规范产品。措施和方案：加强监护，按规范用电。3.5火灾危险因素：船上危险品及受压容器不按规定使用、堆放，作业人员违章动火或吸烟，产生火灾隐患。措施和方案：由专人负责管理监护，加强巡回检查，设立警示标志，配备海上消防器材。4结束语高压海底电缆敷设属于专业海上施工项目，具有施工周期短、施工风险高、技术复杂等特点，施工地点、作业地点特殊，采用合适的施工工艺流程很重要，同时必须采取有效的质量和安全保障措施。目前中国高压海底电缆敷设施工单位数量较少，相关总结对于提高高压海底电缆敷设技术及管理水平非常有益。本文所论述的海底电缆敷设施工工艺及其质量、安全保障体系，在国家高技术研究发展计划示范工程——大型风电场柔性直流输电接入技术研究与开发项目的实施过程中得到了相关验证，结果表明能有效地满足高压海底电缆现场施工的需要。参考文献：[1]张小明，邹新.堤岛浅海海底电缆敷设工艺浅谈[J].科技资讯，2011(12):132.ZHANGXiaoming,ZOUXin.DiscussiononLayingTechaologyforChengdaoShallowSeaSubmarineCable[J].Science&TechnologyInformation,2011(12):132.[2]江慧聪.大截面220kV海底电缆的敷设方法[J].广东科技，2010,19(24):139-141.JIANGHuicong.LayingMethoclforHeavySection220kVSubmarineCable[J].GuangdongTechnology,2010,19(24):139-140.[3]于富强.水力喷射式挖沟技术在海底电缆施工中的运用[J].胜利油田职工大学学报，2008(1):62-64.YUFuqiang.ApplicationofHydraulicJetDitchingTechnologyinSubmerinCableCoustruction[J].JournalofShergliOilfieldStaffUniversity,2008(1):62-64.[4]崔晓明.海底电缆敷设及检验方法[J].中国石油和化工标准与质量，2011(1):17.CUIXiaoming.SubmarineCableLayingandInspectionMethod[J].ChinaPetroleumandChemicalStan