淺析海上風電項目220 kV海底電纜施工工序

任啟鋒

摘要：220 kV海纜作為聯(lián)系陸上集控中心和海上升壓站的通道線路，被稱為風電項目的主動脈。簡要對海上風電項目220 kV海底電纜進行了介紹，全面總結了220 kV海底電纜施工工序，為風電行業(yè)從業(yè)人員在海纜施工方面提供參考。

關鍵詞：220 kV海底電纜;施工工序;海上風電;敷設水平

中圖分類號：TM75

文獻標識碼：A

DOI：10. 15913/j .cnki.kjycx.2019.08.043

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220 kV海底電纜簡介

近年來，我國海上風電發(fā)展迅速。離岸距離較遠的海上風電項目中，220 kV海纜作為聯(lián)系陸上集控中心和海上升壓站的通道線路，被稱為風電項目的主動脈。隨著海上風電項目離岸距離越來越遠，220 kV海纜具有長度長、質量大等特點，必須重視220 kV海纜的施工。本文針對220 kV海纜施工工序進行簡要介紹。

2 220 kV海底電纜施工工序

施工工序總體包括：工程測量、路由掃海一電纜過駁、運輸一電纜始端登陸一海纜埋設施工一電纜終端登陸一陸上段及高灘電纜施工一電纜水下保護及裕量設置一終端制作及耐壓試驗一余纜處理。

2.1 工程測量、路由掃海

首先做好準備工作，即施工船舶還未到現(xiàn)場，就安排相應的船舶進行試航，熟悉路由區(qū)關鍵點的海域情況。并且通過GPS測量系統(tǒng)對登陸點以及各個關鍵點的數(shù)據(jù)進行復核測量。

采用聲吶等掃海工具，對路由區(qū)進行反復掃海，確保路由區(qū)沒有任何影響海纜敷設的障礙物。一旦發(fā)現(xiàn)，則立即安排潛水員下海處理。海纜經(jīng)過淺水區(qū)登陸，一般經(jīng)過養(yǎng)殖區(qū)，協(xié)調好與養(yǎng)殖戶的關系，提前清理養(yǎng)殖設施，避免施工時出現(xiàn)窩工。

2.2 電纜過駁、運輸

出廠前須對海纜進行性能檢測，包括交流耐壓、絕緣電阻、電容等測試。只有海纜通過這些性能測試后才能過駁。電纜過駁時，廠方將海纜沿棧橋輸送至海纜排線架頂，然后啟動電動電纜托盤與之同步，將電纜盤至纜盤內。海纜在盤內采用人工沿俯視順時針方向盤繞。盤繞前海纜頭部預留3m長度在海纜盤圈內，以方便海纜測試。過纜速度控制在平均500 m/h左右。將海纜裝船后，在船上對海纜的性能進行測試，確保海纜在過駁中沒有受到任何影響，其性能滿足設計要求。過纜過程中尤其要注意避免劃傷海纜外層。

2.3 電纜始端登陸

在電纜始端登陸前，施工船應位于附近的路由軸線上，配合錨艇拋設牽引錨。然后連接主牽引鋼纜進行敷設。當施工至靠近岸邊的高灘區(qū)，錨艇無法行駛時，在高灘區(qū)搭設腳手架，腳手架上固定滑輪。通過絞磨機在滑輪上牽引海纜。長距離在腳手架上牽引海纜，并且海纜路由存在多處拐角，拐角處或過駁時容易產(chǎn)生扭力。海纜在牽引過程中不能翻身，扭力無法釋放。海纜鎧裝層如果外表不平滑，滑輪與海纜摩擦容易造成海纜外皮劃傷，海纜在過駁時也容易劃傷。扭力會在劃傷處集中爆發(fā)，形成“鼓包”現(xiàn)象。為防止扭力集中釋放損壞海纜本體，除控制彎曲半徑外，建議牽引過程中加大巡視力度，及時用細鋼絲繩捆扎海纜外皮劃傷處，讓扭力均勻釋放。

2.4 海纜埋設施工

2.4.1 埋設犁投放

海纜裝入埋設犁腹部，關上門板，采用40 t巴桿吊機將埋設犁緩緩吊入水中，擱置在海床面上。埋設犁依靠水槍沖出溝槽，海纜隨著埋設犁前行陸續(xù)放人溝底。黃海海床主要是沙石，不需要專門填埋溝槽，隨潮水作用自然淤平，這種作業(yè)方式盡量減少懸浮物，減少對漁業(yè)養(yǎng)殖和海中微生物的影響。

2.4.2 埋設調節(jié)與控制

為保證海纜敷設在設計路由上，一般選擇天氣良好的條件下作業(yè)。建議通過絞錨和錨艇頂推相結合的方式，通過錨鏈的控制防止施工船漂移，從而導致海纜敷設偏離。埋設犁的埋設速度由卷揚機的絞纜線速度來決定，并由連接于卷揚機的變頻器來控制與調節(jié);埋設速度一般控制在3-10 m/min。對施工過程進行實時監(jiān)控和測量，主要采用海纜埋設監(jiān)測系統(tǒng)來進行實施監(jiān)控，并進行數(shù)據(jù)采集。對采集的數(shù)據(jù)進行分析，通過變頻器對埋設速度進行控制。

2.4.3 海纜截斷封堵

利用相關的測量工具測量并計算登陸距離，計算出余纜的長度。由于余纜上岸后再裝船比較困難，建議把余纜在船上截下，臨時放在施工船上。對截取的兩端采取鉛包封堵工作，避免海纜截取后會受到外界環(huán)境的影響。

2.5 電纜終端登陸

采用J形管的方式對電纜進行保護和固定。因此，在施工前，潛水員需要通過水下吸泥裝置將J形管清理干凈，在此基礎上將一根牽引鋼絲穿過J形管。在J形管上口，安裝一門架，設置導向滑輪。電纜引入J型管前，用測量工具測算登陸海纜長度，標注中心夾具和彎曲限制器安裝位置。在船上安裝好中心夾具和彎曲限制器后再牽引海纜人J形管?？紤]到以后更換電纜終端和基礎沖刷，在進入平臺前采用大S形敷設，預留長度作為備用。設計時應考慮J形管上端出口與塔筒海纜孔洞保持一定距離，在保證海纜海纜彎曲半徑的前提下，海纜本體垂直方向進入塔筒，方便防火封堵的安裝。海上環(huán)境潮濕，避免鹽霧通過海纜孔洞進入塔筒內部。在錨固裝置位置處剝鎧，并將電纜與光纜分離。分離后的光纜需接入光纜接續(xù)盒內，轉接成無金屬光纜后引入升壓站中控繼保室內的光纖配線架或風機光纖配線架，并完成光纖熔接工作。

2.6 岸上段及高灘電纜施工

高灘區(qū)施工主要依靠挖掘機敷設，用柔性綁帶將海纜從腳手架上放人已挖好的溝槽中，吊運時控制彎曲半徑，防止損壞海纜。受漲落潮的影響，水陸兩用挖掘機在高灘區(qū)工作時間有限。合理安排工作時間，確保埋深在2m以上。高灘區(qū)地形受潮流影響變化較大，深理才能保證海纜在運營期不會露出泥面?？紤]到以后更換電纜終端，海纜預留一定長度作為備用，需在靠近電纜溝外側采用S形敷設，并且復合纜彎曲半徑不應小于20D（D為復合纜外徑）。

集控站內部電纜施工，按照電力電纜穿越電纜溝設施的技術要求進行施工。按照相關部門的規(guī)定，高灘區(qū)和岸上部分，在兩側各50m范圍內設置固定的警告標志，嚴禁在海纜保護區(qū)范圍作業(yè)，必要時設置柵欄，防止?jié)O船拋錨擱淺。

2.7 電纜水下保護及裕量設置

海纜登陸完畢，對海上升壓站和風機平臺附近無法用敷設犁敷設的海纜，采用水下人工沖埋方式進行保護。首先由潛水員潛入水底，摸清水底的真實情況，然后采用小型高壓水槍按照實際的海纜敷設路由將海纜沖至海床以下1.5 m。

2.8 終端制作及耐壓試驗

海纜牽引至GIS室，依據(jù)相關要求制作終端電纜頭，并按要求完成相關的測試工作，確保電纜頭符合要求。專業(yè)機構提交交流耐壓試驗方案，經(jīng)審核后方可進行，確保試驗設備檢驗合格、試驗接線正確、試驗程序和電壓符合規(guī)程、試驗方案，核對試驗結果，如有擊穿應詳細記錄，及時處理。

2.9 余纜處理

海纜質量大，運輸困難，余纜上岸后再裝船困難，建議業(yè)主單位在碼頭或海邊設立纜池，把余纜存放在纜池進行保護。不具備條件的業(yè)主，可以與電纜生產(chǎn)廠家、海纜施工單位協(xié)商，將余纜極其相關附件運輸?shù)缴鲜鰡挝坏膬Υ鎴龅夭⒈ＷC余纜的安全，尤其是要注意余纜的防火保護。

3 結論

隨著海上風電項目離岸距離越來越遠，220 kV海纜具有長度長、質量大等特點，必須重視220 kV海纜的施工。本文詳細介紹該種海纜的施工工序，可以為220 kV海纜及類似海纜的敷設提供寶貴的施工經(jīng)驗。未來，隨著施工經(jīng)驗越發(fā)豐富，我國海底電纜敷設水平會達到全新的高度。

參考文獻：

[1]沈光.海底電纜先敷后埋施工關鍵設備研究[J].建筑施工.2016， 38（ 7）： 963-965.

[2]劉兵.海上風電場工程220 kV海底電纜敷設施工簡介[J].中國工程咨詢，2016（5）：60-62.

[3]張小明，鄒新.埕島淺海海底電纜敷設工藝淺談[J].科技資訊，2011（12）：132.