海上風(fēng)電項(xiàng)目海纜保護(hù)與施工的思考

蔡衛(wèi)兵

【摘 要】風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)新能源發(fā)電的一種方式，風(fēng)能作為一種新能源，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)電力事業(yè)，海上風(fēng)電項(xiàng)目更是我國(guó)電力事業(yè)重要的研究保護(hù)項(xiàng)目。新能源最大的優(yōu)勢(shì)就是環(huán)保綠色，作為可再生能源，對(duì)風(fēng)能的繼續(xù)開發(fā)與研究是全世界人們研究的重點(diǎn)內(nèi)容。海纜作為海上風(fēng)電項(xiàng)目的重要組成部分，海纜的安全運(yùn)營(yíng)與可靠性將直接關(guān)系到海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展，因此，要重視海纜的施工與保護(hù)工作，確保海纜的正常運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行中，海電項(xiàng)目建設(shè)還是存在很多問題，電纜保護(hù)管的存在一定程度上影響了海底渦旋的速度和流向，進(jìn)而影響風(fēng)能發(fā)電。海纜在設(shè)計(jì)與建設(shè)之初就應(yīng)當(dāng)考慮后期維護(hù)與毀損的可能性，海上不確定性因素太多，在使用與運(yùn)行過程中因?yàn)槎喾N因素的影響造成海纜的損毀，對(duì)海上風(fēng)電項(xiàng)目的正常運(yùn)行來說都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。因此，海上 風(fēng)電項(xiàng)目在建設(shè)之初就必須做好海纜的加固措施，以應(yīng)對(duì)海上突發(fā)情況的發(fā)生。本文針對(duì)海上風(fēng)電項(xiàng)目中海纜的保護(hù)與施工進(jìn)行探究，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】海上風(fēng)力發(fā)電;海纜;保護(hù)管

一、海上風(fēng)電海纜的敷設(shè)方式

海上風(fēng)電項(xiàng)目海纜的敷設(shè)有多種方式，第一種是水下段敷設(shè)，我國(guó)海域面積分布廣闊，海域中主要的構(gòu)造是淤泥或者是由淤泥其他物質(zhì)形成的砂石，將電纜直接敷設(shè)于海底，在工程建設(shè)期間采用一定的加固手段，在登陸段海域采用不同的電纜敷設(shè)方法，登陸巖基段敷設(shè)電纜采用海纜穿管保護(hù)方式進(jìn)行施工，而中間段比較廣闊的海域則可以采取傳統(tǒng)的海纜拋敷于海底的方式進(jìn)行施工，在敷設(shè)期間注意采用高強(qiáng)度抗老化性能比較強(qiáng)的機(jī)器來進(jìn)行敷設(shè)，或者是采用海底電纜專用的鑄鐵關(guān)節(jié)套管進(jìn)行敷設(shè)。第二種是陸地段海纜敷設(shè)，與第一種方式不同，該種敷設(shè)方式是在海上電纜最終端桿電纜支架處，進(jìn)一步將海纜鎧裝及時(shí)斷開并采用較為特殊的錨固裝置夾緊，在一定程度上可以達(dá)到防止在敷設(shè)過程中因熱機(jī)械拉力而影響海纜的敷設(shè)進(jìn)程，同時(shí)還應(yīng)在海纜終端桿處上安裝相應(yīng)的電纜支架，在剝除鎧裝之后應(yīng)及時(shí)用電纜夾具將海纜固定。

二、海底電纜的保護(hù)

2.1概述

很多時(shí)候海底電纜的損害率達(dá)到了80%以上，大多數(shù)情況下都是因?yàn)闄C(jī)械拉力導(dǎo)致海底電纜出現(xiàn)了損害，比如，船只的錨害、近?；蛘邷\海灘養(yǎng)殖等造成的電纜破壞，還有一個(gè)重要原因在于海纜的敷設(shè)工程中沒有加強(qiáng)對(duì)海纜的保護(hù)工作，忽視了海底中存在的各種潛在因素影響了海纜的正常運(yùn)行，因此，必須重視對(duì)海纜的保護(hù)工作，除了有效的管理措施以外，還有加強(qiáng)海底電纜設(shè)施的加固與穩(wěn)定工作，這也是提升海底電纜質(zhì)量有效的保證措施。

2.2警告標(biāo)志牌

為了保護(hù)海底電纜區(qū)域，不受船只拋錨、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)等的影響，海域地區(qū)應(yīng)當(dāng)在其周圍設(shè)置警告標(biāo)志牌，在海底電纜周圍50m-200m周圍設(shè)置一個(gè)非常醒目的禁止拋錨的警示牌，可以起到警示過往船只的作用。在登陸巖基段敷設(shè)的電纜也應(yīng)當(dāng)設(shè)置警告標(biāo)志牌。同時(shí)當(dāng)?shù)睾Ｓ蚬芾韱挝唤節(jié)O民在附近進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖與捕撈。

三、沖刷情況分析

對(duì)海底電纜管道產(chǎn)生一定影響的首先考慮到海底局部沖刷的深度，沖刷的深度將直接決定保護(hù)管的性能如何。因此，在敷設(shè)海底電纜管道時(shí)要對(duì)其管道進(jìn)行加固處理，所選用的管道材質(zhì)也是具有一定強(qiáng)度和抗老化性能較強(qiáng)的。沖刷深度要套用基本公式來計(jì)算，依據(jù)沖刷深度來分析加固手段和加固材料。在實(shí)施加固措施時(shí)，可以先派遣潛水員下水進(jìn)行初探，沿著海纜保護(hù)管軸線方向進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，根據(jù)檢測(cè)到的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，從而得出海纜的沖刷深度處于什么范圍內(nèi)，對(duì)此采取一定的加固措施。

沖刷計(jì)算公式為F/D=1.3【1-E】，其中，F(xiàn)為沖刷深度，D為柱徑，E為波浪周期。

四、造成保護(hù)管傷害分析

4.1海浪

對(duì)海纜保護(hù)管造成很大損害的因素有很多種，首先是海浪，海上風(fēng)電項(xiàng)目中海浪對(duì)海纜保護(hù)管的影響應(yīng)當(dāng)考慮在方案內(nèi)，在特定的季節(jié)及氣候環(huán)境下，海浪過高的波度會(huì)影響到海纜保護(hù)管，進(jìn)而破壞海纜。

4.2泥沙

海底中大部分物質(zhì)都是泥沙，泥沙的類型和大小多種多樣，直徑大小過大的泥沙會(huì)影響到海纜保護(hù)管，在大部分開闊地區(qū)海域的海底泥沙都是細(xì)沙，細(xì)沙對(duì)保護(hù)管的傷害程度較小。而在登陸段海域海底的泥沙直徑較大，對(duì)保護(hù)管的傷害程度較大，應(yīng)注意登陸段海域海底的保護(hù)管加固措施。

4.3海洋自然災(zāi)害

海洋自然災(zāi)害是影響海域最嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一，也是施工過程中十分重視的天氣因素之一。海上臺(tái)風(fēng)、海嘯的發(fā)生都會(huì)給海纜保護(hù)管造成很大的影響。根據(jù)某些特定資料顯示，海洋中每年都會(huì)發(fā)生臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，大臺(tái)風(fēng)都會(huì)對(duì)海底電纜保護(hù)管產(chǎn)生很大的沖擊。

4.4沉積物腐蝕環(huán)境

海洋海底中存在大量的沉積物，這些沉積物呈現(xiàn)酸性、堿性，都會(huì)對(duì)電纜產(chǎn)生一定程度的腐蝕性。尤其是在一些污染程度比較強(qiáng)的海域，其海底沉積物處于中弱還原環(huán)境，會(huì)對(duì)海底電纜產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕性。因此，沉積物的酸堿性也是造成海纜保護(hù)管危害的一大影響因素。

五、保護(hù)管設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案

海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的海纜保護(hù)方案，加入到海纜的建設(shè)工程中，在海纜保護(hù)方案中加入一定的干預(yù)措施，優(yōu)化保護(hù)管設(shè)計(jì)保護(hù)方案?？梢圆捎娩摴軜痘畏ǎ诤＠|一側(cè)添加直徑為300mm的鋼管，用海纜專用支架加強(qiáng)對(duì)保護(hù)管的支撐作用，給保護(hù)管最大程度的保護(hù)。尤其是在海底淤泥較深處建議適當(dāng)增加鋼支架的長(zhǎng)度，鋼支架的長(zhǎng)度可以進(jìn)行延長(zhǎng)，延長(zhǎng)到110mm，以減少淤泥和漩渦對(duì)沖造成的影響力對(duì)保護(hù)管造成較大的傷害。除此以外還可以增加打樁口，以避免船只拋錨對(duì)保護(hù)管產(chǎn)生的影響。海底電纜螺栓口的原設(shè)計(jì)大都為圓形孔，為了保證水下作業(yè)的安全性和可操作性，可以調(diào)整螺栓口的形狀為橢圓孔，這樣可以減少在安裝時(shí)的時(shí)間，也可以規(guī)避一些在安裝過程中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

小結(jié)：

目前，我國(guó)海上風(fēng)電項(xiàng)目眾多，海纜施工技術(shù)也逐漸完善，對(duì)于海纜保護(hù)方案也逐漸成熟和完善。今后，風(fēng)能將作為一種新能源更加廣泛應(yīng)用于我國(guó)發(fā)展的各個(gè)方面，風(fēng)能發(fā)電只是對(duì)海上風(fēng)力最常用的一種，今后還會(huì)將風(fēng)能應(yīng)用于各個(gè)方面。對(duì)于海上風(fēng)電項(xiàng)目中海纜的實(shí)施與保護(hù)方案中，可以繼續(xù)優(yōu)化相關(guān)措施，將多種技術(shù)手段應(yīng)用于對(duì)保護(hù)管的保護(hù)工作中，另外，還可以研發(fā)新的保護(hù)材料用于保護(hù)管的保護(hù)中。從多方面加強(qiáng)海纜的保護(hù)工作，保證海上風(fēng)電項(xiàng)目的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳佳志，徐斌.海纜敷設(shè)施工問題分析及改進(jìn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（17）：105-106.

[2]任啟鋒.淺析海上風(fēng)電項(xiàng)目220 k V海底電纜施工工序[J].科技與創(chuàng)新，2019（08）：103-104.

[3]王東良. 淺析海上風(fēng)電海纜及海纜保護(hù)管沖刷設(shè)計(jì)及施工[J]. 低碳世界，2017，000（023）：68-69.

[4]王洪聚. 海上風(fēng)電項(xiàng)目海纜保護(hù)與施工的探討[J]. 幸福生活指南，2019，000（001）：1-1.

（作者單位：中天海洋系統(tǒng)有限公司）