海底电缆敷设及检验方法

海底电缆敷设及检验方法【摘要】海底电力电缆敷主要用于从陆上连接采油平台或采油平 台间的互相连接等，主要用于海底传输大功率电能。海底电缆工程 从环境探测、海洋物理调查，以及电缆的设计、制造和安装，都应 用复杂技术。本文介绍了海底电缆的敷设施工及检验的方法。 【关键词】路由勘察 海缆敷设 冲埋保护 检验方法1 项目概况 海底电缆敷设主要包括电缆路由勘查清理、海缆敷设和冲埋保护三 个阶段。电缆敷设时要通过控制敷设船的航行速度、电缆释放速度 来控制电缆的入水角度以及敷设张力，避免由于弯曲半径过小或张 力过大而损伤电缆。使用水下监视器控制敷设船的前进速度、方向 和敷设电缆的速度。在施工的最后主要是对海底电缆进行深埋保 护，减小复杂的海洋环境对海底电缆的影响，保证运行安全。在淤 泥区，用高压冲水产生一条约1.5 米深的沟槽，将电缆埋入其中， 自然回填形成保护。2 海底电缆施工方法2.1 电缆路由勘查清理 根据设计提供的路由勘察技术资料进行相关的海底路由复查，了解 以下海底状况：复查海底地层，了解海床面地形起伏与堆积层厚度； 复查海底底质，决定是否适于冲埋施工以及能否埋设到所需深度； 复查海底障碍，了解是否有妨碍埋设施工的海底障碍物。2.2 海底电缆敷设施工（1）海底电缆检测、吊装及敷缆设备安装。海底电缆到货后，先 进行外观检查，之后按相应的电缆试验标准，进行施工前试验检测。 海底电缆由浮吊将电缆盘吊起至施工船上确定位置，之后施工人员 对电缆盘进行加固处理。（2）海底电缆登平台施工。利用低平潮时间，施工船靠平台就位 启动布缆机缓缓送出海缆，海缆呈一定入水角下水，一般控制在 4560。之间。同时启动锚机锚头带动拖曳钢绳牵引海缆端头进 入埋设犁的专用海缆通道，之后再穿过整个护管上平台，在平台海 缆登陆处垫以滑轮防护海缆表面不受损坏。海缆通过护管到达终端 点后必须将电缆临时固定方可进入下道工序，以防止中间海域海缆 埋深时把电缆拉出。（3）海底电缆中间段敷设施工。根据现场实际勘察及海缆路由设 计情况，施工采用预投牵引锚牵引方式移船，施工船在终端平台附 近沿电缆轨迹延长线抛设牵引锚一只。施工前首先进行埋设犁敷设 前的位置及姿态检查，船上控制室监控仪检查埋设犁着地的姿态。 交替启动移船卷扬机及埋设犁牵引绞车以便调整埋设犁牵引钢绳 入水角，同时信号缆及水泵软管相应缓缓送出。另外由潜水员下水 察看护管底部海缆受力情况。施工船易受潮流和风速的影响而偏离设计路由轴线，采用一艘拖轮 在施工船背水侧或背风侧进行顶推，以控制船位从而控制敷缆航线 偏差。埋设海缆至转向点时角度要平稳过渡。（4）海底电缆现场试验。施加直流电压试验及测试导体对地绝缘 电阻；施加系统电压10kv试运行24h。2.3 电缆冲埋保护施工 电缆登始端平台后按设计路由开始海缆敷埋作业。启动高压水泵供 水，并由专业人员开启微机监控系统对埋设犁、高压水泵等设备进 行监控。当埋设犁切割土体形成沟槽，在沟槽深度达到不小于 1.5m 时，启动船头移船卷扬机绞牵引缆带动施工船，利用dgps定位系 统在辅助船舶顶推下，施工船沿设计路线前进，同时带动埋设犁敷 埋海缆。埋设犁的敷埋速度由牵引卷扬机的绞缆线速度来决定，随 着埋设犁的前移，其腹部的喷嘴射出高压水不断冲刷、切割海床土 体，土体瞬间液化、坍塌，形成沟槽，埋设犁尾部的海缆随即进入 沟槽中，再经过土体自然回於覆盖在沟槽内的海缆上，达到海缆被 埋深的目的。3 海底电缆检验方法3.1 海底电缆入场试验检验根据电气装置安装工程 电气设备交接试验标准(gb50150-2006) 要求，对海底电缆进行入场试验。资料检查：对电缆的合格证、出厂试验报告、船检证书进行检查； 电缆外观检查：电缆外皮无破损；测量绝缘电阻：光电复合缆浸水24h后，直流500v时不锈钢松套 管对地绝缘电阻不小于2000m.km；直流耐压试验及泄漏电流测量：施加直流3uo, 15分钟不击穿；光缆衰减试验：W0.36db/km1310nm；W0.22db/km1550nm。3.2 海底电缆登平台施工检验 登平台时主要控制电缆弯曲半径和电缆护层的安全。控制登陆时电 缆入水、电缆进入j型护管口的弯曲半径大于2.0m防止电缆护层 与平台表面的过度摩擦。控制电缆张力低于3t,防止牵引的突然启 动和停止。并随时校核布缆机与锚机的牵引速度，同时潜水员下水 监护海缆与海床接触情况、海缆与埋设犁相对位置及喇叭口折点处 海缆受力情况及其弯曲半径。3.3 海底电缆中间段敷设检验 中间段海域电缆敷埋施工主要控制电缆安全、电缆埋设深度、敷缆 航线偏差。控制电缆安全要求保持电缆在施工船上电缆通道转向处 弯曲半径大于电缆直径的 15倍；电缆入水槽弯曲半径大于电缆直 径的 15 倍。电缆埋设深度要求误差范围控制在10%以内。电缆敷 设船上,装备了海底电缆敷设作业的埋深监控系统。该系统可监测 埋设机的犁体埋设海缆深度及监测犁体姿态,因此可实现埋设机海 缆埋深的动态监测。为了控制海缆敷埋满足设计要求主要采取如下 检验措施：（1）施工前埋设犁投放海底需使滑橇完全接触海床；（2）施工过程中水泵机组供水压力不小于1. 5mpa；（3）施工敷埋速度控制在l-8m/min。敷缆航线偏差检验要求确保 定位系统和电测系统的准确性、连续性、有效性。敷缆航线偏差控 制在土10m以内，控制安装电缆总长度在设计路由总长度的1.03倍 以内。3.4 海底电缆现场试验检验 对电缆的主绝缘作耐压试验时，分别在每一相上进行。对一相进行 试验，其它两相导体、金属屏蔽或金属套和铠装层一起接地。因为 电缆额定电压uo/u为8.7/15kv，所以采用的直流试验电压约为 35kv，应用2500v兆欧表测量导体对地绝缘电阻。试验时电压分为 46阶段均匀升压，每阶段停留lmin，并读取泄漏电流值。试验 电压升至规定值后维持15min，并读取lmin和15min时泄漏电流， 测量时应消除杂散电流的影响。电缆的泄露电流具有以下情况之一 者，电缆绝缘可能有缺陷，应找出缺陷部位，并予以处理： 泄漏电流很不稳定；泄漏电流随试验电压升高急剧上升；泄露电流 随试验时间延长有上升现象。4 检验措施建议(1) 海底电缆敷设要特别注意防止电缆打扭和打圈损伤电缆造成 事故。敷设船的退扭架保持适当的退扭高度可消除电缆放出时因旋 转而产生的剩余应力，避免电缆入水时打扭或打圈子。在卷扬机牵 引埋设机前行时，使布缆机送缆速度略超前主卷扬机牵引速度，这 样既防止海缆绷得过紧，超过允许张力造成拉伤，同时避免张力太 小使海缆打扭。(2) 施工船上设立控制室，由dgps定位人员报告当前船位坐标及 偏差，由操作人员报告埋设机水泵压力、埋设深度、埋设犁姿态等 数据。发现埋设机出现异常姿态，及时反映给施工指挥人员，可及 时停止施工，安排潜水员下水检查，这样也有助于防止质量事故的发生。