海底電力電纜輸電工程設(shè)計(jì)規(guī)范詳解  

一、概述  

海底電力電纜輸電工程涉及復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)和嚴(yán)格的規(guī)范要求?！逗５纂娏﹄娎|輸電工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T51190-2016》是一部全面指導(dǎo)海底電力電纜設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了從電纜路徑選擇到電纜敷設(shè)的各項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。  

二、基本條款與概念  

1.規(guī)范適用范圍  

該規(guī)范適用于新建和擴(kuò)建的500kV及以下交流海底電纜工程設(shè)計(jì)，并強(qiáng)調(diào)了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、資源節(jié)約和環(huán)境友好的設(shè)計(jì)理念。  

2.術(shù)語(yǔ)定義  

海陸纜過(guò)渡接頭（SLTJ）:設(shè)置在登陸點(diǎn)附近，用于連接海底電纜與陸地電纜的電纜接頭。  

錨固裝置:用于固定海底電纜的裝置。  

登陸點(diǎn):海底電纜與陸地的交界點(diǎn)，通常位于年均高潮位的向陸側(cè)。  

登陸段:從登陸點(diǎn)向海側(cè)，水深小于5米的海底電纜路由走廊帶。  

陸上段:從登陸點(diǎn)向陸上側(cè)的海底電纜路由走廊帶。  

三、電纜路由選擇  

1.路由選擇原則  

海底電纜路由的選擇應(yīng)綜合分析工程可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及施工和維護(hù)的便利性。應(yīng)特別注意自然環(huán)境和工程地質(zhì)條件，包括海底地形、地質(zhì)穩(wěn)定性、海洋水文氣象等因素。  

2.海域段路由選擇  

選擇曲折系數(shù)小的路由:盡量選擇海底地形平緩、災(zāi)害地質(zhì)因素較少的海域，避免沙洲、漁場(chǎng)和錨地等活動(dòng)頻繁的區(qū)域。  

減少與其他管線(xiàn)交越:平行敷設(shè)的海底電纜應(yīng)避免交叉重疊，電纜間距不宜小于該處最大水深的1.2倍，確保足夠的施工和運(yùn)營(yíng)裕度。  

3.登陸段路由選擇  

選擇風(fēng)浪平穩(wěn)的岸灘:電纜登陸段應(yīng)選擇在全年風(fēng)浪平穩(wěn)、不易被沖刷與撞擊的岸灘，確保施工和維護(hù)的便捷性。  

避開(kāi)現(xiàn)有和規(guī)劃中的開(kāi)發(fā)活動(dòng)區(qū):登陸段應(yīng)盡量避開(kāi)現(xiàn)有和未來(lái)規(guī)劃的港口、碼頭等開(kāi)發(fā)活動(dòng)區(qū)，確保電纜的安全運(yùn)行。  

四、電纜類(lèi)型與結(jié)構(gòu)  

1.電纜類(lèi)型選擇  

海底電纜應(yīng)具備徑向和縱向阻水結(jié)構(gòu)，并根據(jù)工程需求選擇合適的鎧裝結(jié)構(gòu)。常用的海底電纜類(lèi)型包括擠包型和繞包型絕緣電纜，如交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣和自容式充油紙絕緣（PILC）電纜。  

2.電纜導(dǎo)體及截面積選擇  

導(dǎo)體材質(zhì):海底電纜通常選用銅導(dǎo)體，因其優(yōu)良的導(dǎo)電性和較小的電阻率，有助于降低能耗和提升電纜的載流量。  

截面積選擇:導(dǎo)體截面積應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)輸送容量的需求，并綜合考慮電纜長(zhǎng)度、敷設(shè)方式和短路熱穩(wěn)定性的要求。例如，一條800mm2截面積的銅導(dǎo)體，在輸送容量為600MW時(shí)，長(zhǎng)期允許電流需達(dá)到815A。  

3.電纜絕緣選擇  

絕緣材料:海底電纜絕緣材料可以選擇低損耗的XLPE或油浸紙絕緣材料，這些材料具有良好的電氣和機(jī)械性能。  

絕緣層設(shè)計(jì):絕緣層的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮工頻電壓和沖擊電壓下的場(chǎng)強(qiáng)分布，確保電纜在運(yùn)行中的安全性和可靠性。例如，500kV自容式充油電纜的絕緣層厚度為28.55毫米，能夠承受工頻電壓525kV和沖擊電壓1550kV。  

4.電纜護(hù)層選擇  

護(hù)層組成:電纜護(hù)層通常包括徑向防水層、防腐層、防蛀層和鎧裝層，以提供全方位的保護(hù)。  

鎧裝層:鎧裝層主要用于增強(qiáng)電纜的機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)電纜在敷設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中不受外界物理?yè)p壞。  

五、電纜敷設(shè)與保護(hù)  

1.電纜敷設(shè)準(zhǔn)備  

施工環(huán)境評(píng)估:施工前應(yīng)詳細(xì)勘查海底地形、地貌、水文和氣象條件，確保施工環(huán)境適宜。  

設(shè)備準(zhǔn)備:包括施工船只、牽引設(shè)備、潛水員支持等，確保各項(xiàng)設(shè)備完好可用。  

2.電纜敷設(shè)方法  

陸上段敷設(shè):從登陸點(diǎn)開(kāi)始，沿預(yù)定路線(xiàn)進(jìn)行電纜埋設(shè)，確保電纜埋設(shè)深度適中，避免外部損傷。  

登陸段敷設(shè):使用專(zhuān)用設(shè)備將電纜鋪設(shè)至海底，并逐步過(guò)渡到海域段，確保電纜在登陸段的穩(wěn)固性和安全性。  

海域段敷設(shè):根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電纜路由，使用鋪纜船進(jìn)行海底電纜敷設(shè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電纜的狀態(tài)，確保敷設(shè)過(guò)程順利進(jìn)行。  

3.電纜損傷檢查與處理  

損傷檢測(cè):敷設(shè)過(guò)程中定期對(duì)電纜進(jìn)行損傷檢查，使用聲吶掃描等先進(jìn)技術(shù)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。  

修復(fù)措施:對(duì)檢測(cè)出的損傷部位，立即進(jìn)行修復(fù)處理，確保不影響電纜的整體性能和使用壽命。  

4.電纜敷設(shè)保護(hù)  

施工保護(hù)措施:在電纜敷設(shè)完成后，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，如覆蓋保護(hù)罩或填埋，防止施工期間的意外損傷。  

長(zhǎng)期保護(hù):設(shè)立警示標(biāo)志，防止未來(lái)的捕魚(yú)、海上施工等活動(dòng)對(duì)電纜造成破壞，確保電纜長(zhǎng)期安全運(yùn)行。  

六、職業(yè)健康安全與環(huán)境保護(hù)  

1.健康安全管理  

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:施工期進(jìn)行全面的職業(yè)健康和安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，確保所有參與人員的安全。  

防護(hù)裝備:提供必要的個(gè)人防護(hù)裝備，定期進(jìn)行安全培訓(xùn)和演練，提高全員的安全意識(shí)和應(yīng)急反應(yīng)能力。  

2.環(huán)境保護(hù)  

環(huán)境影響評(píng)價(jià):在工程設(shè)計(jì)和施工階段，開(kāi)展全面的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，識(shí)別潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的預(yù)防和減輕措施。  

生態(tài)監(jiān)測(cè):實(shí)施全過(guò)程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，確保施工活動(dòng)不對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)造成長(zhǎng)期負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)綠色施工。  

結(jié)論  

海底電力電纜輸電工程設(shè)計(jì)規(guī)范為整個(gè)海底電纜項(xiàng)目的實(shí)施提供了全面的技術(shù)指導(dǎo)，從電纜路由選擇到敷設(shè)施工再到后期維護(hù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格遵守規(guī)范，確保工程的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)高效。通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)和施工，可以最大限度地發(fā)揮海底電纜的輸電效能，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。