采用自升式平台作为220kV海缆中间接头的施工研究

王坤

摘要：海洋风力发电是我国战略性新兴产业、科技产业和海洋经济发展的重要组成部分，是现阶段我国绿色能源开发的主要关注点之一，前景十分广阔。与陆上风电场相比，海上风电场具有不占用陆上土地资源、基本不受地形地貌影响、风能资源丰富、年利用小时数更高、风电机组单机容量更大、适宜大规模开发等优点，近些年得到快速发展。

关键词：海上风电;自升式平台;施工研究

1.前言

海上风电场风机互联及进一步集成后升压送至更高电压等级电网均需采用海底电缆完成，因此海底电缆铺设施工也是海洋风电建设不可或缺的一部分。随着近年来我国海洋风力发电快速发展，风电场电力送出工程施工所需的海底电缆及附件、铺缆设备等相适应的施工工艺研究，以适应我国海洋风力发电快速发展。

2.特点

2.1自升式平台是一种通过桩腿及升降系统把平台举升达到一定高度，以适应不同水深及作业高度的大型装备。在作业期间，平台不需要承受普通船舶承受的摇摆及垂荡，使作业如在"平地"的状态下进行，从而能够在风浪较大的情况下，完成海缆中间接头的制作。

2.2 因海缆中间接头制作时间较长，通常在5天以上，采用普通船舶，海缆在接头制作时存在锚缆摩擦损坏的风险，因自升式平台作业时处于悬空状态，不需要锚缆，可避免该风险发生。

3.适用范围及工艺原理

适用于气候海况复杂、海水较深、涌浪较大的非窗口期施工。

利用自升式平台是作业时处于悬空状态，不需要承受普通船舶承受的摇摆及垂荡，使作业如在"平地"的状态下进行，从而能够在风浪较大的情况下，完成海缆中间接头的制作。

4.工序流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1海缆敷设尾端处理

为保证对接时海缆顺利回收缆头，在海缆铺设尾端铺设S完，防止弯折，最近距离海缆路由10米，最远距离海缆路由50米，在路由长度100米方位内将海缆S型铺设于海底布放长度300米：

4.2.2海缆设置浮标

为保证对接时海缆顺利回收缆头，在铺设完每段后要设置水下浮标，和打捞钢丝绳，施工过程如下：

1）海缆起犁，海缆S型铺放，并采用泡沫浮标（φ600mm×900mm）和尼龙绳（φ20mm）标记海缆路由，绑扎间距20米。

2）海缆端头铅封封头;

2）在海缆端头安装拖拉网套，并拴系铁浮漂，钢丝长度150米直径30mm;

4.2.3预留海缆长度计算

为便于中间接头制作，预留足够钢丝长度，同时为保障海缆埋设，减小海缆裸露长度，因此海缆的最小预留长度计算公式如下：

每段最小预留海缆长度=水深*1.5+船上至对接点长度+预留长度

=32*1.5+15+10

=73米

考虑到收缆便利以及路由偏差，中间接头位置，预留200米长度

4.2.4平台就位

本工程以先从登陆段向中间接头铺设为例，平台就位至距离海缆路由25～30米，距离陆地方向缆头100米的位置站位。

4.2.5海缆端头打捞回收

如果所有浮标均丢失，则需要采用潜水员打捞预留钢丝绳。

4.2.6对接甲板布置

打捞海缆出水，通过平台两个入水槽回收海缆至预定长度，在入水槽位置采用钢丝网套固定。并引入接续搭建室，搭接长度10米。

4.2.7接续室搭建

海缆对接时需搭建对接室，对接室尺寸为长9米，宽3米，采用脚手架搭建，覆盖帆布，内部安装照明灯、除湿机。

4.2.8中间接头对接

海缆钢丝预处理，电缆加热处理（去除电缆应力）→用加热带80℃加温，加热时间根据现场环境及加热效果而定（一般4-6小时），然后校直自然冷却→电缆接头打磨处理→导体连接→恢复电缆主体结构→附件铜壳连接灌胶→光纤熔接→接头保护壳及弯曲限制器安装→壳体灌胶。

4.2.9中间接头下放

海缆对接完成后采用，吊架利用船舶上吊机，下放中间接头，施工过程如下：

1）起吊重量计算

起吊重量=中间接头重量+海缆水下段重量+海缆水上段重量+吊具重量=10t+1t+0.064×80+0.048×135=约23t

2）拆除对接室，清理周边设备和材料，并安装吊架;

3）利用在接头两端的海上各安装一个侧拉网套，并用钢丝绳连接，收紧钢丝绳，船舶绞车付卷筒安装带位钢丝绳，防止海缆接头位置受力过大;

4）利用带位绞车和吊机将中间接头吊装至入水槽位置;调节门吊至最内位置，吊机吊装接头下水。

5）下放过程中平台上履带吊，先向前变幅，使海缆有向前角度，在下放海缆至垂直，反复进行直到海缆完全下放至海床上。

4.2.10中间接头的冲埋

在进行后冲埋设时，严格按照铺设路由GPS记录数据进行埋设，在埋设完成后安排人员进行检查，确保埋深符合设计要求。

5.质量控制

实现工程质量目标所采取的质量控制手段、措施、行为和管理方法;执行国家现行标准的名称及条文;关键工序、重要部位、主要试验检验项目的质量要求;国家现行标准中未规定的质量要求。

（1）现场接头安装必须在海上风力小于7级，天气良好情况下，在接头室内完成。

（2）接头安装时必须严格控制施工现场的温度、湿度和清洁程度。温度宜控制在5～35℃，当温度超出允許范围时，应采取适当措施，使安装现场环境温度适宜接头施工。相对湿度应控制在65%及以下，当湿度大时，应采取适当除湿措施，严禁在雾天和雨天施工。采取适当措施净化施工环境，控制施工现场的洁净度。

（3）现场接头安装质量应满足以下要求：“导体连接可靠、绝缘恢复满足设计要求、保护壳安装与密封牢靠”。

（4）现场接头安装质量还就满足海底敷设防水、防弯要求。

（5）现场接头安装时的处理步骤、处理方法、剥削尺寸及质量应符合本方案和相关产品安装工艺的要求。

6.安全措施

6.1台风安全保证措施

1） 制定防台预案，包括防台组织机构，防台组织岗位职责，防台工作程序，防台通讯网络，防台值班制度。

2）施工期间做好防风安全工作，每天接受天气预报，掌控海上气象动态，警惕热低压的突袭。

3）为确保船只安全，出海前因组织人员检查船机设备、航行设备、航行仪表、系泊设备、通讯、救生、防火、水密装置、封堵应急和排水设备，确保处于良好状态。组织全体上船人员学习防台知识，在思想上组织上认真做好防台准备。

4）根据实际天气情况，避风锚地选择在离风场较近的锚地。

6.2伤害或突发急病处理措施

1）接头施工期间发现施工人员受到严重伤害事故或突发疾病时，经过初步治疗后联系交通船送往陆地医院进一步治疗。

2）发生传染病必须隔离患者，对患者使用的场所、衣服、用具及用品消毒，并将发现的经过和采取的措施记录在案。

6.3落水/搜救应急反应处理措施

1）发现人员落水时，要大声呼叫“有人落水”，同时抛下就近的救生圈。夜间应抛下附有示位灯的救生圈，以示落水人位置。

2）拋投救生圈时应注意：有流时应在上流方向抛投。无流有风时应抛在上风方向。切勿对准落水者，以免击中。

3）根据具体情况按照“人员伤害/疾病”对落水者进行生命急救。

4）如果落水者一时未搜寻到，应立即报告公司，公司协调海上救助中心派直升机搜寻。

结语：由于利用自升式平台是作业时处于悬空状态，不需要承受普通船舶承受的摇摆及垂荡，使作业如在“平地”的状态下进行，从而能够在风浪较大的情况下，完成海缆中间接头的制作，变相增加了海缆对接接头所需施工窗口期，形成了较好的社会效益。

参考文献：

[1]王凤凯，刘福禄，石屾，吕红星，杜袆.电缆平台及引线布置优化设计[J].电力勘测设计，2018，0（A02）：198-202.

[2]王伟煌，刘宏滨，吕付玉.通用型反梁式角钢塔电缆终端平台研究[J].南方能源建设，2018，5（A01）：166-171.