500kV海南联网工程海底电缆检测信号加载技术研究

吴青帅 陈政 岑贞锦

【摘要】 介绍了海底电缆检测信号加载技术在500kV海底电缆检测项目中的具体应用方式方法，通过对海底电缆检测信号加载技术的深入研究，梳理海底电缆检测信号加载方式方法，对不同信号加载方式方法分析研究，优化并改进信号加载操作工序流程、提高检测效率，为后期开展的海底电缆检测工作提供技术支撑。

【关键词】 海底电缆 信号加载 方式方法 优化

引言

500kV海南联网工程海底电缆路由穿越琼州海峡主航道，海上交通繁忙，渔业活动及海上施工频繁；台风、海流等气象水文条件恶劣、复杂，海底地形地貌情况变化剧烈；受琼州海峡西侧狭管效应作用，海峡内海流流速大、流向复杂；海底电缆投运以来，通行船舶在海底电缆保护区角尾湾及附近区域避风抛锚事件频繁出现，运维部门多次在海底电缆保护区范围内针对肇事船舶实施弃锚保缆；为实时掌握海底电缆附近环境变化及本体运行情况，需要定期开展海底电缆综合检测工作。而现有已知较成熟的海底电缆检测方法为“有源探测”，即需要在海底电缆本体上加载检测信号。海底电缆本体上加载检测信号和开展海上检测工作需要海南联网喜用处于检修停电状态，而海南联网工程作为海南电网与南方主网连接的唯一通道，计划停电时长短且申请停电时间困难。在紧缺的停电时间内，必须缩短检测信号加载操作时间，为海上检测工作预留足够时间，确保综合检测工作的保质保量进行。目前检测信号加载方法多样，加载操作工序复杂重复，耗时长，通过研究检测信号加载技术，梳理检测信号加载方法方法，对不同方式方法进行研究，优化并改进信号加载操作工序流程，可以缩短信号加载操作时间，提高检测效率，规范信号加载流程，为后期开展的海底电缆检测工作提供技术支撑。

工程简介：

500kV海南联网工程海底电缆综合检测项目位于琼州海峡，检测工程任务为对包含登陆段和海底铺设段的3相全线海缆检测，包括路由坐标（含两侧登陆段）测量、海底电缆埋设深度检测和海底电缆地形地貌检测等5个方面， 综合运用多种先进技术手段定期对海底电缆的运营和维护进行检测，以期达到确保海底电缆长治久安的目的。

信号加载-检测原理：

海底电缆本体导体通过交变电流，其周围产生电磁场，并向空中传播。海缆铠装层设有接地，芯线与大地（海水）构成回路，当在海缆芯线与大地之间送入一定功率的交流信号时，便在电缆周围产生电磁场，并通过海水（衰减）向海面传播。用海缆探测接收机把此信号接收下来，根据接收信号的强弱，即可对海缆实施检测。

实施方案：

海底电缆检测信号加载方案主要有两种，包括不拆除引线施放信号和拆除引线施放信号，两种加载方法在实施之前均需要确保海南联网工程处于检修停电状态，下面分别就加载方法予以说明：

1、不拆除引线施放信号：保持原有设备状态不变，在三相海缆终端与避雷器间引线上直接连接信号线，施放信号。

该种方法需要在海南联网工程处于检修停电期间断开徐闻高抗站接地装置，保持南岭终端站处于接地状态，断开林诗岛终端站接地装置，断开福山站接地装置，在三相海缆终端与避雷器间引线上通过信号线与检测信号发信机连接，同时保持检测信号发信机处于接地状态，即将海底电缆通过调整各站点接地或者不接地的方式从海南联网工程隔离出来，最终形成将检测信号发信机串联进去的大地回路系统。

该种方法的优点在于不需要拆除引线，基本不造成原有设备扰动，仅通过改变各站点接地方式即可达到检测条件，对设备静状态影响小。但是因为该方法需要福山变电站断开接地，而在海南联网工程检修停电期间，特别是福山站进行检修期间，需要保持三相接地，所以海底电缆加载信号与福山站检修在时间上存在矛盾，所以检测时间安排上存在很大不确定性。同时由于海南侧林诗岛终端站与福山变电站之间仍存在部分架空输电线路，在使用该方法加载信号时会存在分流效应，导致最终的磁信号减弱，影响检测效果。

2、拆除引线施放信号：拆除林诗岛终端站三相海缆终端与避雷器间引线、拆除三相海缆终端处的海缆导体铠装层（铜带层）接地导线，在海底电缆终端线鼻处连接信号线，施放信号。

该种方法需要在海南联网工程检修停电期间断开徐闻高抗站接地装置，保持南岭终端站处于接地状态，断开林诗岛终端站接地装置，福山站可以保持接地状态，拆除三相海缆终端与避雷器间引线，将信号线一端与海缆终端线鼻连接，另一端与检测信号发信机连接，同时保持检测信号发信机器接地，通过拆除引线的方式将海底电缆通过从海南联网工程隔离出来，最终形成将检测信号发信机串联进去的大地回路系统。

该种方法的优点在于从三相海缆终端处拆除引线，不需要考虑福山站接地状态，也不存在海南侧架空输电线路的分流效应。但是由于拆除引线需要扰动设备，同时因检测时间较长（约一周），拆除的引线需要用绳索悬空吊挂，存在一定不安全因素。

结论：

海底电缆检测项目的实施需要综合考虑两种信号加载方法，可以看出影响加载方法选择的重要因素为海南联网系统可以处于检修停电状态的时间，所以选择方案时优先考虑时间问题：

（1）时间充足，福山站可以配合做接地合断时优先考虑“不拆除引线”方案，以达到操作简单，对本体设备扰动最小的目的；

（2）时间紧张，需要福山站设备检修与海缆检测项目并列开展的情况下，考虑“拆除引线”方案，以达到最大限度消除架空线路分流的影响。

（3）无论时间是否充足，在“不拆除引线”方案无法满足检测精度情况下，启用“拆除引线”方案。