海底电缆抢修中路由搜寻及故障点定位方法介绍

陈婷婷

海底电缆为海上作业平台或海岛之间提供电力输送，是至关重要的能源保障。一旦海底电缆出现故障，作业平台或海岛内的生产生活将会受到严重影响。海底电缆路由搜寻及故障点定位的准确程度，直接影响海缆抢修的时效性，现将海缆抢修中对海底电缆路由及故障点定位的方法进行介绍，以供参考。

海底电缆;路由定位;故障点定位;方法

1.引言

我国东南沿海一带，不仅岛屿众多，近几年海上工业发展迅速，而海岛或海上作业平台的生产生活依赖于电力能源的保障。由于海洋作业平台或海岛与内陆隔绝，唯一的电力资源依靠海底电缆提供，海底电缆的重要性不言而喻。一旦发生海缆故障，不仅影响海洋作业平台及海岛内的经济产出，还严重影响到岛民的正常生活。

为此，海缆抢修专业队伍必须重视海底电缆抢修中的问题，及时分析各种海底电缆故障案例，研究问题的根源及解决策略，尽可能的缩短海底电缆的抢修时间，为海上作业平台及海岛内的生产生活提供坚强电力保障。

2.海缆路由、故障点探测工作方法介绍

2.1 施放测试信号

海缆路由及故障点施放测试信号发信机接线示意图。详见：图一·海缆发信机接线示意图。

2.2 海缆路由探测的方法

2.2.1 “峰值法”探测简介

用“峰值法”探测海缆的位置，是将探棒平行海平面、垂直海缆走向穿越海缆可粗测海缆位置。如下图所示，探棒由远逐渐靠近海缆时接收机收到的信号也逐渐增强。当探头在电缆正上方通过时，接收的信号最强。反之，探棒逐渐远离海缆时接收机收到的信号也逐渐减弱。通常用定位设备记录下信号最强点位置，即表示采到一个海缆位置。详见：图二·“峰值法”探测示意图。

2.2.2 “零值法”探测简介

用“零值法”探测海缆位置，是将探棒垂直海平面、垂直海缆走向穿越海缆可精测海缆位置。如下图所示，接收机收到的信号有一个弱、渐强、强、零、强、渐弱、弱的过程。其中信号突然变零时，探棒的正下方即为海缆位置。同样此点也要用定位设备记录下来。详见：图三·“零值法”探测示意图。

2.2.3 工作船航行方法

在开展“零值法”或“峰值法”测量时，除了正确使用探测仪器外，工作船的行进路径也是能否准确探测到海缆的关键，工作船工作船以“S”型行进方式在海缆上进行行驶，在采用“零值法”测量时，船只不需垂直于被测海缆走向，但在穿越海缆上方时的夹角不得≤45°，该工作船行进方式在海上较为方便，易判断、精度高，是海缆路由探测中较为常用的方法;在采用“峰值法”测量时，船只需垂直于被测海缆走向，该工作船行进方法在海上作业存在一定难度，极少采用。详见：图四·“零值法”探测工作船行进路径示意图。

2.3 海纜故障点定位方法

用“零值法”、“峰值法”的探测方法只能找到海缆的路径，但要找到故障海缆的破损点或断头需在海缆路由测试后，继续开展更为密集的过缆踩点探测，在采到第一个海缆位置点后，工作船沿海缆向断头方向以“S”形航线前进，边采点边靠近断头，开始“S”的跨度可大一点，当以“S”形航线的方式没有采到海缆位置时，即表示工作船已超过断头，此时可反方向小跨度以“S”形航线采海缆位置，为提高精度可在断头附近反复多测。详见：图五·海缆故障点探测工作船行进路径示意图。

3.海缆探测工作中需要注意的事项

3.1 发信机安装与调试注意事项

3.1.1 发信机接地钎位置调试

发信机布置在海缆终端杆位置，因大多数终端杆位置都临近海边，离海边远的地质基本为砂岩为主，地质的电阻值较高;离海边近的地质基本为海水浸润的砂土地质，地质的电阻值较低。发信机在使用的过程中遇到地质的电阻值差或电阻值好时，发信机的发信电流无法达到发射稳定信号的要求，故工作人员需对发信机的接地电阻进行合理调整，确保发信机能满足发送稳定信号。当遇到电阻较高的地质时，操作方法，一是适当的延长发信机的接地端的接线，将接地极引至植被较丰富的土壤湿润处，安装接地钎;二是采用加长型接地极;当遇到电阻较好的地质时，操作方法，使用长度短的接地钎。

3.1.2 发信机工作信号频率调整

设备使用前需进行故障海域的频率筛选过滤，在海缆路由搜寻和故障定位前对该海域内的信号频率进行线筛选的操作步骤指定为首选项，要求作业人员必须严格按要求实施。待频率筛选后，需进行接收端频率与发信机频率一致性的核对工作。

3.1.3 发信机电流电压调试

当设备接地及频率筛选工作完成后，进入发信机工作电压及电流的调整阶段，调整发信机信号的电流值，调整发信机电流的方式是采用逐步提升电压0-350V，电压逐步攀升后，发信机电流也随之逐步攀升，当故障海缆长度小于5km时，发信机电流需控制在800mA以内;当故障海缆长度大于5km时发信机电流需控制在980mA以内;并保持电流数值稳定，电流数值波动不超过±15mA;如遇电流数值波动超过±15mA时，就说明接地电阻值发生明显变化，需重新对接地电阻进行微调，如调整后还无法解决电流波动值超过±15mA时，需关机重新进行接地钎位置调整，待调整后再重复进行发信机电流电压调整。

3.2 接收器（水面）探棒使用注意事项

3.2.1 海上探测船舶选择

海上探测工作需借助工作船才能完成，但探测信号的接收会受工作船船壳材质的影响，当使用金属材质的船体时，如探棒与船体最小距离≤1m时，接收信号会受到船体金属壳的屏蔽影响，导致接收数据不准确或接收不到信号。故探测的工作船优先选择玻璃钢或木质的船体，如工作船材质无法满足时，必须保持探棒与船体最小距离应≥1.5米，减少应船体屏蔽影响信号的接收。其次需保证探棒在工作中不受到海浪的冲击及探测行进过程中探棒不摇晃。

3.2.2 海上工作环境选择

探测工作的准确度还受到海况的影响，当风力≥4级，浪高大于0.5m时，会影响探测时的准确度，故当风力≥4及，浪高大于0.5m时需暂停海缆路由故障点定位探测工作。其次是在涨退潮过程中，尽量利用涨退潮开始前1-2小时或涨退潮结束的时段进行海缆路由及故障点搜寻探测工作。故在开展海缆路由及故障点定位前需对作业时段的海况及天气状况做好预先信息收集工作。

4.结束语

海底电缆是大陆与海岛、海上作业平台相连接的海底电力大动脉，我们必须给予重点的保护，当海缆发生故障时，作为海缆抢修队的一员，我们必须用最短的时间恢复海缆，以保证海岛人民的生产及生活影响减少到最低。故缩短海底电缆抢修时间是验证供电优质服务尤为重要的因素。结合整个海纜抢修工序，海缆路由及故障点定位工作是制约海缆抢修时效的最为关键步骤，只有提高故障海缆路由及故障点的查找速度及准确度，才能真正提升海缆抢修的时效。

参考文献

[1]王裕霜·国外海底电缆输电工程综述 [J]·南方电网技术·2012.6（2）：26-30;

[2]敬强·郑新龙·李世强·海底电力电缆故障探测分析 [J]·浙江电力·2012.4：25-28.