浅析海上风电项目220 kV海底电缆施工工序
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摘要：220 kV海缆作为联系陆上集控中心和海上升压站的通道线路，被称为风电项目的主动脉。简要对海上风电项目220 kV海底电缆进行了介绍，全面总结了220 kV海底电缆施工工序，为风电行业从业人员在海缆施工方面提供参考。
关键词：220 kV海底电缆;施工工序;海上风电;敷设水平
中图分类号：TM75
文献标识码：A
DOI：10. 15913/j .cnki.kjycx.2019.08.043
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220 kV海底电缆简介
近年来，我国海上风电发展迅速。离岸距离较远的海上风电项目中，220 kV海缆作为联系陆上集控中心和海上升压站的通道线路，被称为风电项目的主动脉。随着海上风电项目离岸距离越来越远，220 kV海缆具有长度长、质量大等特点，必须重视220 kV海缆的施工。本文针对220 kV海缆施工工序进行简要介绍。
2 220 kV海底电缆施工工序
施工工序总体包括：工程测量、路由扫海一电缆过驳、运输一电缆始端登陆一海缆埋设施工一电缆终端登陆一陆上段及高滩电缆施工一电缆水下保护及裕量设置一终端制作及耐压试验一余缆处理。
2.1 工程测量、路由扫海
首先做好准备工作，即施工船舶还未到现场，就安排相应的船舶进行试航，熟悉路由区关键点的海域情况。并且通过GPS测量系统对登陆点以及各个关键点的数据进行复核测量。
采用声呐等扫海工具，对路由区进行反复扫海，确保路由区没有任何影响海缆敷设的障碍物。一旦发现，则立即安排潜水员下海处理。海缆经过浅水区登陆，一般经过养殖区，协调好与养殖户的关系，提前清理养殖设施，避免施工时出现窝工。
2.2 电缆过驳、运输
出厂前须对海缆进行性能检测，包括交流耐压、绝缘电阻、电容等测试。只有海缆通过这些性能测试后才能过驳。电缆过驳时，厂方将海缆沿栈桥输送至海缆排线架顶，然后启动电动电缆托盘与之同步，将电缆盘至缆盘内。海缆在盘内采用人工沿俯视顺时针方向盘绕。盘绕前海缆头部预留3m长度在海缆盘圈内，以方便海缆测试。过缆速度控制在平均500 m/h左右。将海缆装船后，在船上对海缆的性能进行测试，确保海缆在过驳中没有受到任何影响，其性能满足设计要求。过缆过程中尤其要注意避免划伤海缆外层。
2.3 电缆始端登陆
在电缆始端登陆前，施工船应位于附近的路由轴线上，配合锚艇抛设牵引锚。然后连接主牵引钢缆进行敷设。当施工至靠近岸边的高滩区，锚艇无法行驶时，在高滩区搭设脚手架，脚手架上固定滑轮。通过绞磨机在滑轮上牵引海缆。长距离在脚手架上牵引海缆，并且海缆路由存在多处拐角，拐角处或过驳时容易产生扭力。海缆在牵引过程中不能翻身，扭力无法释放。海缆铠装层如果外表不平滑，滑轮与海缆摩擦容易造成海缆外皮划伤，海缆在过驳时也容易划伤。扭力会在划伤处集中爆发，形成“鼓包”现象。为防止扭力集中释放损坏海缆本体，除控制弯曲半径外，建议牵引过程中加大巡视力度，及时用细钢丝绳捆扎海缆外皮划伤处，让扭力均匀释放。
2.4 海缆埋设施工
2.4.1 埋设犁投放
海缆装入埋设犁腹部，关上门板，采用40 t巴杆吊机将埋设犁缓缓吊入水中，搁置在海床面上。埋设犁依靠水枪冲出沟槽，海缆随着埋设犁前行陆续放人沟底。黄海海床主要是沙石，不需要专门填埋沟槽，随潮水作用自然淤平，这种作业方式尽量减少悬浮物，减少对渔业养殖和海中微生物的影响。
2.4.2 埋设调节与控制
为保证海缆敷设在设计路由上，一般选择天气良好的条件下作业。建议通过绞锚和锚艇顶推相结合的方式，通过锚链的控制防止施工船漂移，从而导致海缆敷设偏离。埋设犁的埋设速度由卷扬机的绞缆线速度来决定，并由连接于卷扬机的变频器来控制与调节;埋设速度一般控制在3-10 m/min。对施工过程进行实时监控和测量，主要采用海缆埋设监测系统来进行实施监控，并进行数据采集。对采集的数据进行分析，通过变频器对埋设速度进行控制。
2.4.3 海缆截断封堵
利用相关的测量工具测量并计算登陆距离，计算出余缆的长度。由于余缆上岸后再装船比较困难，建议把余缆在船上截下，临时放在施工船上。对截取的两端采取铅包封堵工作，避免海缆截取后会受到外界环境的影响。
2.5 电缆终端登陆
采用J形管的方式对电缆进行保护和固定。因此，在施工前，潜水员需要通过水下吸泥装置将J形管清理干净，在此基础上将一根牵引钢丝穿过J形管。在J形管上口，安装一门架，设置导向滑轮。电缆引入J型管前，用测量工具测算登陆海缆长度，标注中心夹具和弯曲限制器安装位置。在船上安装好中心夹具和弯曲限制器后再牵引海缆人J形管。考虑到以后更换电缆终端和基础冲刷，在进入平台前采用大S形敷设，预留长度作为备用。设计时应考虑J形管上端出口与塔筒海缆孔洞保持一定距离，在保證海缆海缆弯曲半径的前提下，海缆本体垂直方向进入塔筒，方便防火封堵的安装。海上环境潮湿，避免盐雾通过海缆孔洞进入塔筒内部。在锚固装置位置处剥铠，并将电缆与光缆分离。分离后的光缆需接入光缆接续盒内，转接成无金属光缆后引入升压站中控继保室内的光纤配线架或风机光纤配线架，并完成光纤熔接工作。
2.6 岸上段及高滩电缆施工
高滩区施工主要依靠挖掘机敷设，用柔性绑带将海缆从脚手架上放人已挖好的沟槽中，吊运时控制弯曲半径，防止损坏海缆。受涨落潮的影响，水陆两用挖掘机在高滩区工作时间有限。合理安排工作时间，确保埋深在2m以上。高滩区地形受潮流影响变化较大，深理才能保证海缆在运营期不会露出泥面。考虑到以后更换电缆终端，海缆预留一定长度作为备用，需在靠近电缆沟外侧采用S形敷设，并且复合缆弯曲半径不应小于20D（D为复合缆外径）。
集控站内部电缆施工，按照电力电缆穿越电缆沟设施的技术要求进行施工。按照相关部门的规定，高滩区和岸上部分，在两侧各50m范围内设置固定的警告标志，严禁在海缆保护区范围作业，必要时设置栅栏，防止渔船抛锚搁浅。
2.7 电缆水下保护及裕量设置
海缆登陆完毕，对海上升压站和风机平台附近无法用敷设犁敷设的海缆，采用水下人工冲埋方式进行保护。首先由潜水员潜入水底，摸清水底的真实情况，然后采用小型高压水枪按照实际的海缆敷设路由将海缆冲至海床以下1.5 m。
2.8 终端制作及耐压试验
海缆牵引至GIS室，依据相关要求制作终端电缆头，并按要求完成相关的测试工作，确保电缆头符合要求。专业机构提交交流耐压试验方案，经审核后方可进行，确保试验设备检验合格、试验接线正确、试验程序和电压符合规程、试验方案，核对试验结果，如有击穿应详细记录，及时处理。
2.9 余缆处理
海缆质量大，运输困难，余缆上岸后再装船困难，建议业主单位在码头或海边设立缆池，把余缆存放在缆池进行保护。不具备条件的业主，可以与电缆生产厂家、海缆施工单位协商，将余缆极其相关附件运输到上述单位的储存场地并保证余缆的安全，尤其是要注意余缆的防火保护。
3 结论
随着海上风电项目离岸距离越来越远，220 kV海缆具有长度长、质量大等特点，必须重视220 kV海缆的施工。本文详细介绍该种海缆的施工工序，可以为220 kV海缆及类似海缆的敷设提供宝贵的施工经验。未来，随着施工经验越发丰富，我国海底电缆敷设水平会达到全新的高度。
参考文献：
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