海底電纜故障后運(yùn)行實(shí)踐與分析

劉玉友?徐衛(wèi)東

[摘 要]文章旨在對(duì)海底電纜的故障檢測(cè)方法以及修復(fù)工藝做出研究，分析了故障產(chǎn)生的原因，提出了故障的類型，并以XLPE這一類型的電纜為例，詳細(xì)探討了海底電纜的修復(fù)工藝、海底電纜的連接方法、海底電纜修復(fù)之后的檢測(cè)方法。

[關(guān)鍵詞]海底電纜；故障檢測(cè)；修復(fù)工藝

一、 海底電纜故障發(fā)生的原因及類型

在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，經(jīng)過(guò)了不斷地運(yùn)行試驗(yàn)之后，我們基本上可以確定，造成海底電纜發(fā)生故障的絕大多數(shù)原因都是受到外力的影響，在外力的作用下，致使電纜受損。當(dāng)然，也存在海底生物對(duì)電纜造成的局部腐蝕問(wèn)題等。需要指出的是，這里所說(shuō)的外力作用，主要包括了拋錨、擠壓、拉拽、摩擦、地殼運(yùn)動(dòng)以及由于潮汐能而造成的電纜移位等等。

從故障出現(xiàn)的主要部位來(lái)看，主要包括了三種，第一種是線芯短線故障；第二種是主絕緣故障；第三種是保護(hù)層故障。

二、海底電纜的故障檢測(cè)

我們?cè)趯?duì)海底電纜實(shí)施故障檢測(cè)的時(shí)候，必須要通過(guò)三步來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一步，故障診斷；第二步，預(yù)定位；第三步，精確的定位。具體來(lái)講，在有故障產(chǎn)生之后，首先需要做的就是要采用測(cè)絕緣電阻的方式，來(lái)對(duì)故障所屬的性質(zhì)做出診斷。在這之后，結(jié)合故障的基本類型，有針對(duì)性的采用與之相對(duì)應(yīng)的方式實(shí)施故障檢測(cè)。

三、海底電纜的修復(fù)方法

1. 海底電纜的修復(fù)工藝。對(duì)于海底電纜來(lái)講，其類型也是多種多樣的，不同的電纜類型所使用的工藝方式當(dāng)然也是不一樣的，在本文的研究當(dāng)中，我們只針對(duì)XLPE這一類型的電纜來(lái)進(jìn)行研究。同時(shí)需要注意的是，海底電纜的修復(fù)工作都是需要在船上來(lái)操作的，所以，對(duì)風(fēng)速以及海浪都有要求，通常風(fēng)速應(yīng)該小于等于5級(jí)，海浪應(yīng)該小于等于0.5米。在這樣的情況下，我們?cè)趯?duì)XLPE電纜進(jìn)行修復(fù)的時(shí)候，其工藝順序應(yīng)該是：在電纜有故障產(chǎn)生的時(shí)候，第一步，需要對(duì)故障點(diǎn)做出正確的定位；第二步，把故障電纜找出來(lái)；第三步，為故障電纜裝上浮標(biāo)；第四步，由潛水員來(lái)針對(duì)故障做出探查；第五步，在探查的基礎(chǔ)上，潛水員進(jìn)行電腦的切割，并對(duì)電纜標(biāo)號(hào)，即1號(hào)電纜以及2號(hào)電纜；第六步，在電纜的切割處把防水組件安裝好；第七步，先把1號(hào)電纜拉至修理船甲板上面，并對(duì)故障做出驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上，把故障點(diǎn)以及損壞點(diǎn)還有進(jìn)水的部分都予以切除掉，之后，再把1號(hào)電纜和浮標(biāo)一起放回到海底；第八步，同樣的把2號(hào)電纜也拉至修理船的甲板上面，并對(duì)故障做出驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上，把故障點(diǎn)以及損壞點(diǎn)還有進(jìn)水的部分都予以切除掉，同時(shí)，把防水密封工作做好后，針對(duì)剩余的電纜做出測(cè)量，并在電纜的末端把放水的工作做好，最終就可以把2號(hào)電纜和浮標(biāo)一起放回至海底；第九步，針對(duì)備用電纜，進(jìn)行長(zhǎng)度的計(jì)算，再將2號(hào)電纜拉至修理船的甲板上面，將其和備用電纜進(jìn)行連接，等到連接好之后，、再把1號(hào)電纜也拉上修理船的甲板上面，并將其和備用電纜進(jìn)行連接，最終全部將其放回至海底；第十步，等到所有工作做完之后，實(shí)行最終的測(cè)試。

2. 海底電纜的連接方法。從海底電纜的連接方式來(lái)看，主要包括了十三步：第一，由潛水員在水下，把發(fā)生故障的海纜鋸斷后，把浮標(biāo)拴上，浮標(biāo)和電纜之間在進(jìn)行連接的時(shí)候，我們所采用的鋼絲繩應(yīng)該大于等于10毫米，同時(shí)將其拼接牢靠。第二，由潛水員使用高壓水槍沿著海纜的走向，從海底泥沙中，把海纜沖出來(lái)，海纜需要沖出的長(zhǎng)度應(yīng)該按照水的深度，按照電纜能夠彎曲的半徑，按照故障點(diǎn)等來(lái)進(jìn)行。第三，利用電纜故障點(diǎn)的浮調(diào)，來(lái)把故障海纜調(diào)出去，將其在作業(yè)臺(tái)上面做好固定。第四，在距離故障點(diǎn)1米的地方，把故障的電纜切除掉，使用規(guī)格為2500V兆歐表，來(lái)把電纜的絕緣測(cè)量出來(lái)。如果所測(cè)出來(lái)的電纜絕緣要比200兆歐小的話，那應(yīng)該繼續(xù)切除，一直切除到這一值高于200兆歐為止。第五，在工作架上面，把即將要實(shí)施對(duì)接的海纜固定好。第六，把海纜保護(hù)鋼鎧撥剝開(kāi)，一直到鋼絲回返均勻的把點(diǎn)老護(hù)卡緊固部分的錐心包住為止，之后將其緊扣住外套。第七，把緩沖尼龍袋曲調(diào)，并把纏繞于海纜線芯上面的屏蔽袋予以松開(kāi)，之后把兩端電纜，把三條芯線予以錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)的距離應(yīng)該在25厘米至30厘米之間，確定好這一位置之后將其據(jù)掉。需要注意的是，對(duì)于兩邊的海纜來(lái)講，必須要是一樣的，其根本目的就是要使得對(duì)接之后的三個(gè)接口的位置可以保持在相互交錯(cuò)的關(guān)系，這樣一來(lái)，就不會(huì)出現(xiàn)一大塊的問(wèn)題，最終使得過(guò)熱故障得到避免。第八，潛水員應(yīng)該使用無(wú)水的酒精來(lái)把手洗干凈，在這之后，把20厘米的半導(dǎo)層剝除，把5厘米的絕緣層剝除。再使用砂紙將其磨平，把線芯的氧化層予以清楚，最終使用無(wú)水酒精將其洗干凈，等到保證沒(méi)有雜質(zhì)之后，就可以把絕緣帶纏繞好。第九，把兩邊對(duì)接的線芯穿入至壓接管，對(duì)其實(shí)行壓接，等到全部把三相線芯壓接完畢之后，再使用無(wú)水酒精清洗。第十，這一步需要做的就是進(jìn)行絕緣帶的纏繞，具體來(lái)講，就是在離半導(dǎo)層5厘米的位置，使用高壓防水絕緣膠帶，來(lái)進(jìn)行纏繞，一直纏繞20層至25層左右，在這之后，纏繞高壓絕緣聚氟乙烯絕緣白膠帶，總共纏繞20層左右，再用聚富乙烯膠帶進(jìn)行纏繞，總共纏繞10層至15層左右，最后再用玻璃絲白粘帶進(jìn)行纏繞，總共纏繞8層至10層左右。第十一，需要做的就是把電纜屏蔽帶恢復(fù)好，同時(shí)，通過(guò)錫焊接的方式，來(lái)把接合處焊接好。第十二，需要做的就是電纜護(hù)卡的安裝，并把所有的螺栓都緊固牢。第十三，將溫度在50攝氏度的瀝青，由護(hù)卡天窗處進(jìn)行澆注，等到瀝青在電纜護(hù)卡中全部充滿之后停止。其根本目的就是要促使接頭處的絕緣強(qiáng)度得到有效提升，促使其防腐能力得到提高。

3.實(shí)際案例分析。長(zhǎng)島縣城設(shè)兩所變電站，負(fù)責(zé)全縣2鎮(zhèn)6鄉(xiāng)的供電。一所為110kv變電站由蓬萊220kv湯邱變電站通過(guò)110kv海底電纜供電；一所為變電站由蓬萊110kv塌地橋變電站 通過(guò)35kv海底電纜供電（平常處于冷備用狀態(tài)）。2010年7月26日11：30分，蓬長(zhǎng)110kv海底電纜由于外力破壞，導(dǎo)致c相電纜接地故障，造成全縣范圍大停電。于是長(zhǎng)島縣供電公司緊急制定應(yīng)急送電方案，將余下的兩根（a，b相）110kv海纜與另一回35kv的一根電纜（c相）塔組。由蓬萊塌地橋35kv變電站送電。一合閘送電，35kv系統(tǒng)就接地報(bào)警。更換一根35kv電纜（a相）再合閘送電，再次接地報(bào)警，再更換一根35kv電纜（b相），再合閘送電仍然接地報(bào)警，后經(jīng)過(guò)分析，由于兩根110kv電纜與一根35kv電纜的長(zhǎng)度，截面積，電阻，電容，電感以及電抗等一系列參數(shù)都不以及，所以引發(fā)了串聯(lián)諧振，導(dǎo)致系統(tǒng)中性點(diǎn)偏移，電位升了（報(bào)警）使三相電壓不平衡，所以電纜接地報(bào)警是一個(gè)假接地報(bào)警現(xiàn)象。因此，請(qǐng)示地調(diào)重新調(diào)整塌地橋變電站的消弧擋位，由原來(lái)的三檔調(diào)至最高檔9擋，合閘送電后，接地報(bào)警消除，后又在末端（長(zhǎng)島側(cè)）35kv站裝了多組35kv電容器（用來(lái)平衡三相電壓和提升末端電壓用）

長(zhǎng)島縣于2014年7月27日18：10恢復(fù)供電，避免了因110kv電纜故障給全縣造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，為全縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和軍民生活用電做出了巨大貢獻(xiàn)。

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