2023海上风电场柔性直流海底电缆选型敷设技术导则

海上风电工程柔性直流海底电缆选型敷设技术导则目 次总 则 1术 语 2基本规定 4直流海底电缆选型 5一般规定 5截面选择 6结构选择 7附件选择 8直流海底电缆敷设 9一般规定 9施工准备 9运输与检查 9敷设施工 10附件安装 10试验检查与验收 11本导则用词说明 12引用标准名录 13附：条文说明 14--总则为规范海上风电工程柔性直流海底电缆选型和敷设，制定本导则。本导则适用于新建、改建和扩建海上风电柔性直流输电工程直流海底电缆。行有关标准的规定。术语海底电缆 submarinecable合电缆。敷设施工 submarinecablelaying海底电缆敷设实施全过程，主要包括施工前期准备、海底电缆装船、现场敷设、连接海上构筑物平台与保护措施。海缆路由 submarinecableroute海底电缆经由的有一定空间范围的海底和登陆段滩地。扫海 sweepthesea海底电缆敷设施工前，对使用路由海域进行扫测调查、移除不利障碍物的作业。登陆点 landingspot海底电缆与陆地的交界点，一般在年均高潮位的向陆侧。柔性直流输电VSC-HVDC基于电压源换流器的高压直流输电（VoltageSourceConverterbasedHighVoltageDirectCurrentTransmission，VSC-HVDC）技术。直流换流站 DCconverterstation在高压直流输电系统中，为了完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求而建立的站点。J形管 J-tube固定于海上构筑物基础上，形状如字母J，用于将海底水平敷设的海底电缆缆转为向上敷设至海上构筑物的电缆管。海底电缆锚固装置 hangoffdevice用于固定海底电缆的装置，包括海上构筑物和登陆段固定的锚固装置。边敷边埋 simultaneouslayingandburial通过船只将海底电缆沿预定路径进行敷设工作，同时通过船只配套的水下埋设机械将电缆埋设在泥面下一定深度的施工工艺。先敷后埋 post-laybeforeembedding底电缆埋设在泥面下一定深度的施工工艺。基本规定经验，并符合技术成熟、性能良好、经济合理、节能环保、便于维护的要求。柔性直流海底电缆的电压等级和回路数应主要根据海上风电场柔性直流输电系定，直流海底电缆电压等级应与两端换流站电压等级相适配。挤包绝缘，绝缘料应为直流电缆专用。准《海底电缆管道路由勘察规范》GB/T17502的有关规定。经济合理、便于施工维护，必要时应进行风险评估。它海洋开发活动作业区域，当必须穿越时，应采取相应保护或管控措施。海底电缆敷设施工前，应对路由区域进行扫海。海底电缆在登陆海上构筑物以及登陆岸线处应采取保护措施。直流海底电缆选型海底地形地貌、海洋水文条件、海洋功能区划等因素进行多方案技术、经济比选确定。柔性直流海底电缆推荐选用的电压等级主要包括±100kV、±160kV、±200kV、±250kV、±320kV、±400kV或±500kV，可根据工程需求调整直流电压，但不宜超过10%。载流量及施工条件不受限时，成缆型式也可采用多芯统包。段短接或采用半导电外护套的形式。柔性直流海底电缆单根芯线所穿越的封闭金属结构宜经过消磁处理。磁影响，并经电磁场仿真校验。计应具有抑制空间电荷积聚、抑制局部高场强等适应直流电场运行的特性。直流电压与冲击电压叠加的耐压考核。500kV1部分》GB/T31489.1的有关规定。柔性直流海底电缆及附件的结构设计和参数应符合现行国家标准《额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统第2部分：直流陆地电缆》GB/T31489.2500kV3GB/T31489.3500kV4部分：直流电缆附件》GB/T31489.4的有关规定。柔性直流海底电缆的订货长度应根据路由长度、施工裕度、水深条件、埋设深度、中间接头制作余量、电缆终端制作余量、两端引接长度等条件确定。扰动、埋深、光纤衰减等功能，并配置船舶自动识别系统。海底电缆外被层应设置清晰的长度标志。同一场区相邻的海底电缆，其外表标识应有明显的颜色区分。导体截面选择应主要考虑以下因素：额定载流量下的导体温度。短路电流下的导体温度。满足电场强度要求的最小导体截面。线路电压降。敷设施工、运行和维修过程中导体的机械负荷。海底电缆制造能力、结构选择和敷设施工难度。4.2.2的规定。表4.2.2 柔性直流海底电缆最高允许导体温度绝缘型式最高允许温度（℃）额定载流量条件短路时（持续时间不超过5s）交联聚乙烯（特超净）70180柔性直流海底电缆载流量计算应符合以下要求：海底电缆载流量不应小于最大工作电流，最大工作电流应按照相应回路最大送电容量计算选取。海底电缆载流量应按实际路由分段计算，每一段的载流量都应满足送电容量的J形管段。海底电缆登陆段，宜取得实测的土壤热阻系数，并考虑土壤温度和水分迁移的修正。恶劣的气象环境条件和最大送电容量两种工况可不同时考虑。海底电缆的载流量计算及导体截面选择宜综合考虑负荷特性。送出线路海底电缆载流量最小的瓶颈段，可采用有效措施满足载流量要求。4.2.5的规定。海底电缆导体截面宜从产品标准系列的标称截面中选取。表4.2.5 柔性直流海底电缆最小允许导体截面电压等级（kV）最小允许导体截面（mm2）±5001000±4001000±320800±250400±200400±160240±10095海底电缆芯数选择应满足以下要求：柔性直流海底电缆，宜采用单芯海底电缆。海缆路由受限时，应根据载流量、制造水平、敷设条件、路由和工程造价等因素确定采用两芯海底电缆（同轴型、非同轴型）或单芯海底电缆。海底电缆导体应采用纵向阻水结构，阻水性能应符合国家现行标准《额定电压500kV及以下直流输电用挤包绝缘电力电缆系统第1部分：试验方法和要求》GB/T31489.1的有关规定。套，纵向阻水层应采用金属套以内的纵向半导电阻水膨胀带绕包而成。可设置双层铠装。层宜采用涂覆沥青进行防腐。海底电缆外被层宜采用耐磨损的聚丙烯绳绕制。100%。光纤复合单元的保护结构不应危害光纤单元本身。有海洋生物侵蚀的海域，海底电缆应考虑设置防蛀层，防蛀层宜采用铜带。电缆终端应与电缆的载流量和短路容量相匹配。厂接头工厂接头选择应满足以下要求：送出线路海底电缆应少设或不设工厂接头。工厂接头可采用挤塑模塑型或包带模塑型，应与海底电缆本体一起通过相关试验。性能良好的金属保护壳。性接头。其他附属设备选择应满足以下要求：海上构筑物的平台甲板上应设置专用的海底电缆锚固装置。在海岸登陆段，应根据登陆段路由的冲刷和淤积情况确定设置海底电缆锚固装置。海底电缆线路两端应设置光纤接续盒，并设置接地箱或专用接地线。直流海底电缆敷设护方案。施工便利、经济合理的原则，选定柔性直流海底电缆敷设方案。工作。路由线路扫海次数不宜少于两次。敷缆船舶选型应满足以下要求：船舶载重量应满足工程海底电缆装载要求。船舱容积、甲板面积、船舶稳定性、退扭装置、动力转盘配置，应满足电缆长度、重量、弯曲半径、盘绕半径和作业海域等需求。近海海域宜选择箱形船或平底船。潮间带海域宜选择平底可坐滩工程船。常规开阔海域宜选择具有锚泊系统的船舶，不利于锚泊作业的海域宜选择具有动力定位的敷缆船舶。敷缆设备选型应满足以下要求：应根据敷缆路径范围内的地形地质条件、水深和电缆张紧力等选定敷缆设备的性能参数。敷缆设备应满足海底电缆敷设过程中对电缆张紧力控制的需求。海底电缆敷设前应完成海底电缆本体的相关测试。受潮、受热、腐蚀。--缆的长度不应少于一次检修所需的长度。安排不同规格电缆的排放顺序。500kV1部分：试验方法和要求》GB/T31489.1的有关规定。51.5m1.0m/s及以下的海洋环境下进行。敷缆设备投放与回收作业宜在平流期间进行。海底电缆敷设施工应按设计路由进行，实际敷设偏差应控制在设计路由中心线20m内或按设计规定，且不应超越扫海清障范围。海底电缆平行敷设时的间距应符合现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的有关规定，并考虑埋设方式或埋设机的工作特性。2%～3%。不同海域环境的海底电缆敷设施工宜符合以下规定：对于近海海域的长距离海底电缆敷设施工，宜选择边敷边埋的施工工艺，敷设500m/h以内。潮间带海域范围内的敷设施工，宜选择先敷后埋的施工工艺，也可采取预挖沟200m/h以内。复杂海底地形海域内的敷设施工，宜选择先敷后埋的施工工艺，敷缆船舶宜具有动力定位的性能。30m。50m～100m的区域，在交越范围段应采取保护措施。电阻测试、光纤性能测试。直流海底电缆海陆过渡接头的制作，宜在岸上进行。产厂家的技术指导文件实施，并应符合现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的有关规定。收之前进行。海底电缆及其附件安装完成后应按《海底电力电缆输电工程施工及验收规范》GB/T51191标准要求进行电压试验。直流海底电缆附件制作完成后应按现行国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150或技术协议完成交接试验。GB50168有关规定提交资料和技术文件。本导则用词说明为便于在执行本导则条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。条文中指明应按其他有关标准执行的写法为……执行”。引用标准名录《海底电缆管道路由勘察规范》GB/T17502500kV1和要求》GB/T31489.1500kV2电缆》GB/T31489.2500kV3电缆》GB/T31489.3500kV4附件》GB/T31489.4《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168《电力工程电缆设计标准》GB50217《海底电力电缆输电工程施工及验收规范》GB/T51191-14--14-中华人民共和国能源行业标准海上风电工程柔性直流海底电缆选型敷设技术导则NB/TXXXXX-202X条文说明--编制说明《海上风电工程柔性直流海底电缆选型敷设技术导则》NB/T×××××-202×，经国家能源局202×年××月××日以第××号公告批准发布。电缆的工程成果，并向有关设计和科研单位征求了意见。目 次1 总 则 17基本规定 18直流海底电缆选型 19一般规定 19截面选择 19结构选择 20附件选择 20直流海底电缆敷设 21一般规定 21施工准备 21敷设施工 21附件安装 221 总则1.0.2 80km100万千瓦。一方面，从集约利用80km电方案将作为海上电能送出的主要方案。欧洲已投运海上柔性直流输电工程输电规模400MW~900MW，电压等级±320kV75km~160km1100MW，电压等级±400kV108km±320kV，并向±400kV联聚乙烯绝缘料可适用于±500kV场柔性直流输电工程±500kV及以下直流海底电缆做出规定。3 基本规定环境要进行保护。套设计决定。4家厂家具备±500kV求。3.0.8采取必要的防护措施。直流海底电缆选型由情况。根据常见的换流站电压等级给出建议的柔性直流海底电缆电压等级。4.1.4地方式大多为多点接地方式。4.1.7交联聚乙烯绝缘柔性直流海底电缆绝缘料通常选用北欧化工70℃超洁净绝缘料，这也是目前唯一有大规模应用业绩的直流交联聚乙烯绝缘料。4.1.9提出要求。4.1.13为便于辨识，相邻的海底电缆外表面标识要有区别。面一般不受机械负荷限制，但在小截面、大长度和深海敷设时要注意校验。底电缆（XLPE）7090℃。IEC60287的等值电缆J海上风电场最大出力时环境温度不一定达到最高，可不同时叠加考虑。法，具体工程根据实际条件研究确定。免选用最小允许截面。4.3.1 设施工允许情况下，可考虑采用两芯统包结构或同轴型两芯结构。4.3.4 结构。4.3.7 100%是必要的。可靠的产品，从安全性考虑，外绝缘建议采用复合套。软接头强调和注意与海底电缆本体一起通过试验。船上进行，需按照工艺要求选择现场条件。有些工程陆上换流站离登陆点较远，需转接一段陆地电缆，那就配置转换接头。端需设置专用接地箱和接地线。直流海底电缆