海底电缆敷设及检验方法
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摘要：随着国家提倡绿色能源的发展，海上风电场建设如火如荼，建议把海洋石油平台换成海上风机平台，更与时俱进。本文介绍了海底电缆的敷设施工及检验的方法。
关键词：海底电缆；敷设；检验方法
中图分类号：P756 文献标识码： A
前言：随着海洋石油工业的发展，多样化的海上石油平台日益增加，而作为海上各平台间的动力传输设施的海底电缆，其安全性和重要性越来越广泛地受到关注。由于海底电缆线路具有隐蔽性和重要性，一旦海底电缆发生故障，不但会严重影响海上石油平台的正常生产，造成很大的原油产量损失，而且还会影响平台工作人员正常工作和生活，因此如何准确、及时地检测并修复海底电缆变得尤为重要。
一、海底电缆的故障原因和类型
引起海底电缆故障的原因是多方面的，如海底电缆本身材料或制造、敷设过程中存在缺陷，使其在运行中易受电、热、化学、环境等影响而发生不同程度的老化，导致电缆性能的劣化。但根据目前国内外海底电缆的运行经验，其故障因大多是外力（如抛锚、拉拽、摩擦、挤压）损伤电缆或海洋生物局部腐蚀电缆等。
按照故障出现的部位，海底电缆故障可分为线芯断线故障、主绝缘故障和护层故障；按故障性质（阻抗性质），海底电缆故障可分为低阻性故障和高阻性故障。低阻性故障也称短路故障，是指故障点处的绝缘电阻下降至该电缆的特性阻抗，甚至直流电阻为零的故障。高阻性故障是指故障点处的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障，其可再分为断路故障。
二、海底电缆施工方法
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、海底电缆敷设施工
2.1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。
2.2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45°～60°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。（如图）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、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。
三、海底电缆检验方法
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2000MΩ.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：≤0.36dB/km@1310nm；≤0.22dB/km@1550nm。
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、 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：
3.1施工前埋设犁投放海底需使滑橇完全接触海床；
3.2施工过程中水泵机组供水压力不小于1.5MPa；
3.3施工敷埋速度控制在1-8m/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±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。
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4～6阶段均匀升压，每阶段停留1min，并读取泄漏电流值。试验电压升至规定值后维持15min，并读取1min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。
五、结束语
综上所述，海缆敷设检验过程中，资料审查、施下检验、完下试验几个阶段都很重要，是层层相扣的，且各有检查侧重点。只有在各个阶段都能严格要求，使之符合相关的标准规范的要求，才能确保海缆的施下质量和安全运行。
参考文献
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