海底電纜搶修中路由搜尋及故障點定位方法介紹

陳婷婷

海底電纜為海上作業(yè)平臺或海島之間提供電力輸送，是至關(guān)重要的能源保障。一旦海底電纜出現(xiàn)故障，作業(yè)平臺或海島內(nèi)的生產(chǎn)生活將會受到嚴(yán)重影響。海底電纜路由搜尋及故障點定位的準(zhǔn)確程度，直接影響海纜搶修的時效性，現(xiàn)將海纜搶修中對海底電纜路由及故障點定位的方法進(jìn)行介紹，以供參考。

海底電纜;路由定位;故障點定位;方法

1.引言

我國東南沿海一帶，不僅島嶼眾多，近幾年海上工業(yè)發(fā)展迅速，而海島或海上作業(yè)平臺的生產(chǎn)生活依賴于電力能源的保障。由于海洋作業(yè)平臺或海島與內(nèi)陸隔絕，唯一的電力資源依靠海底電纜提供，海底電纜的重要性不言而喻。一旦發(fā)生海纜故障，不僅影響海洋作業(yè)平臺及海島內(nèi)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，還嚴(yán)重影響到島民的正常生活。

為此，海纜搶修專業(yè)隊伍必須重視海底電纜搶修中的問題，及時分析各種海底電纜故障案例，研究問題的根源及解決策略，盡可能的縮短海底電纜的搶修時間，為海上作業(yè)平臺及海島內(nèi)的生產(chǎn)生活提供堅強電力保障。

2.海纜路由、故障點探測工作方法介紹

2.1 施放測試信號

海纜路由及故障點施放測試信號發(fā)信機接線示意圖。詳見：圖一·海纜發(fā)信機接線示意圖。

2.2 海纜路由探測的方法

2.2.1 “峰值法”探測簡介

用“峰值法”探測海纜的位置，是將探棒平行海平面、垂直海纜走向穿越海纜可粗測海纜位置。如下圖所示，探棒由遠(yuǎn)逐漸靠近海纜時接收機收到的信號也逐漸增強。當(dāng)探頭在電纜正上方通過時，接收的信號最強。反之，探棒逐漸遠(yuǎn)離海纜時接收機收到的信號也逐漸減弱。通常用定位設(shè)備記錄下信號最強點位置，即表示采到一個海纜位置。詳見：圖二·“峰值法”探測示意圖。

2.2.2 “零值法”探測簡介

用“零值法”探測海纜位置，是將探棒垂直海平面、垂直海纜走向穿越海纜可精測海纜位置。如下圖所示，接收機收到的信號有一個弱、漸強、強、零、強、漸弱、弱的過程。其中信號突然變零時，探棒的正下方即為海纜位置。同樣此點也要用定位設(shè)備記錄下來。詳見：圖三·“零值法”探測示意圖。

2.2.3 工作船航行方法

在開展“零值法”或“峰值法”測量時，除了正確使用探測儀器外，工作船的行進(jìn)路徑也是能否準(zhǔn)確探測到海纜的關(guān)鍵，工作船工作船以“S”型行進(jìn)方式在海纜上進(jìn)行行駛，在采用“零值法”測量時，船只不需垂直于被測海纜走向，但在穿越海纜上方時的夾角不得≤45°，該工作船行進(jìn)方式在海上較為方便，易判斷、精度高，是海纜路由探測中較為常用的方法;在采用“峰值法”測量時，船只需垂直于被測海纜走向，該工作船行進(jìn)方法在海上作業(yè)存在一定難度，極少采用。詳見：圖四·“零值法”探測工作船行進(jìn)路徑示意圖。

2.3 海纜故障點定位方法

用“零值法”、“峰值法”的探測方法只能找到海纜的路徑，但要找到故障海纜的破損點或斷頭需在海纜路由測試后，繼續(xù)開展更為密集的過纜踩點探測，在采到第一個海纜位置點后，工作船沿海纜向斷頭方向以“S”形航線前進(jìn)，邊采點邊靠近斷頭，開始“S”的跨度可大一點，當(dāng)以“S”形航線的方式?jīng)]有采到海纜位置時，即表示工作船已超過斷頭，此時可反方向小跨度以“S”形航線采海纜位置，為提高精度可在斷頭附近反復(fù)多測。詳見：圖五·海纜故障點探測工作船行進(jìn)路徑示意圖。

3.海纜探測工作中需要注意的事項

3.1 發(fā)信機安裝與調(diào)試注意事項

3.1.1 發(fā)信機接地釬位置調(diào)試

發(fā)信機布置在海纜終端桿位置，因大多數(shù)終端桿位置都臨近海邊，離海邊遠(yuǎn)的地質(zhì)基本為砂巖為主，地質(zhì)的電阻值較高;離海邊近的地質(zhì)基本為海水浸潤的砂土地質(zhì)，地質(zhì)的電阻值較低。發(fā)信機在使用的過程中遇到地質(zhì)的電阻值差或電阻值好時，發(fā)信機的發(fā)信電流無法達(dá)到發(fā)射穩(wěn)定信號的要求，故工作人員需對發(fā)信機的接地電阻進(jìn)行合理調(diào)整，確保發(fā)信機能滿足發(fā)送穩(wěn)定信號。當(dāng)遇到電阻較高的地質(zhì)時，操作方法，一是適當(dāng)?shù)难娱L發(fā)信機的接地端的接線，將接地極引至植被較豐富的土壤濕潤處，安裝接地釬;二是采用加長型接地極;當(dāng)遇到電阻較好的地質(zhì)時，操作方法，使用長度短的接地釬。

3.1.2 發(fā)信機工作信號頻率調(diào)整

設(shè)備使用前需進(jìn)行故障海域的頻率篩選過濾，在海纜路由搜尋和故障定位前對該海域內(nèi)的信號頻率進(jìn)行線篩選的操作步驟指定為首選項，要求作業(yè)人員必須嚴(yán)格按要求實施。待頻率篩選后，需進(jìn)行接收端頻率與發(fā)信機頻率一致性的核對工作。

3.1.3 發(fā)信機電流電壓調(diào)試

當(dāng)設(shè)備接地及頻率篩選工作完成后，進(jìn)入發(fā)信機工作電壓及電流的調(diào)整階段，調(diào)整發(fā)信機信號的電流值，調(diào)整發(fā)信機電流的方式是采用逐步提升電壓0-350V，電壓逐步攀升后，發(fā)信機電流也隨之逐步攀升，當(dāng)故障海纜長度小于5km時，發(fā)信機電流需控制在800mA以內(nèi);當(dāng)故障海纜長度大于5km時發(fā)信機電流需控制在980mA以內(nèi);并保持電流數(shù)值穩(wěn)定，電流數(shù)值波動不超過±15mA;如遇電流數(shù)值波動超過±15mA時，就說明接地電阻值發(fā)生明顯變化，需重新對接地電阻進(jìn)行微調(diào)，如調(diào)整后還無法解決電流波動值超過±15mA時，需關(guān)機重新進(jìn)行接地釬位置調(diào)整，待調(diào)整后再重復(fù)進(jìn)行發(fā)信機電流電壓調(diào)整。

3.2 接收器（水面）探棒使用注意事項

3.2.1 海上探測船舶選擇

海上探測工作需借助工作船才能完成，但探測信號的接收會受工作船船殼材質(zhì)的影響，當(dāng)使用金屬材質(zhì)的船體時，如探棒與船體最小距離≤1m時，接收信號會受到船體金屬殼的屏蔽影響，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或接收不到信號。故探測的工作船優(yōu)先選擇玻璃鋼或木質(zhì)的船體，如工作船材質(zhì)無法滿足時，必須保持探棒與船體最小距離應(yīng)≥1.5米，減少應(yīng)船體屏蔽影響信號的接收。其次需保證探棒在工作中不受到海浪的沖擊及探測行進(jìn)過程中探棒不搖晃。

3.2.2 海上工作環(huán)境選擇

探測工作的準(zhǔn)確度還受到海況的影響，當(dāng)風(fēng)力≥4級，浪高大于0.5m時，會影響探測時的準(zhǔn)確度，故當(dāng)風(fēng)力≥4及，浪高大于0.5m時需暫停海纜路由故障點定位探測工作。其次是在漲退潮過程中，盡量利用漲退潮開始前1-2小時或漲退潮結(jié)束的時段進(jìn)行海纜路由及故障點搜尋探測工作。故在開展海纜路由及故障點定位前需對作業(yè)時段的海況及天氣狀況做好預(yù)先信息收集工作。

4.結(jié)束語

海底電纜是大陸與海島、海上作業(yè)平臺相連接的海底電力大動脈，我們必須給予重點的保護(hù)，當(dāng)海纜發(fā)生故障時，作為海纜搶修隊的一員，我們必須用最短的時間恢復(fù)海纜，以保證海島人民的生產(chǎn)及生活影響減少到最低。故縮短海底電纜搶修時間是驗證供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)尤為重要的因素。結(jié)合整個海纜搶修工序，海纜路由及故障點定位工作是制約海纜搶修時效的最為關(guān)鍵步驟，只有提高故障海纜路由及故障點的查找速度及準(zhǔn)確度，才能真正提升海纜搶修的時效。

參考文獻(xiàn)

[1]王裕霜·國外海底電纜輸電工程綜述 [J]·南方電網(wǎng)技術(shù)·2012.6（2）：26-30;

[2]敬強·鄭新龍·李世強·海底電力電纜故障探測分析 [J]·浙江電力·2012.4：25-28.