（东北电力大学 建筑工程学院 吉林吉林 132012）
摘要：为了实现了我国远距离传输电能的宏伟战略目标和解决当地人民日益增长的供电需求，中国南方电网责任有限公司联合海南电网投资建设了海南跨海联网工程。海底电缆常常由于复杂的海洋环境和各种外在的人文因素而常遭受到的各种类型和不同程度的破坏，本文针对不同的海床地质条件，总结、分析了各种防护措施对海底电缆防护和固定的效果，对以后该类工程的施工具有一定的指导意义，进而设计合理、安全、高效的施工方案。
关键词：跨海联网工程；海底电缆；破坏；防护措施
引言
海南电网联合南方电网公司投资并建设了海南联网工程，实现了中国历史上第一个500 kv超高压、长距离和大容量的跨海联网工程，同时，也是世界上第二个同类工程。该工程提高了海南电网的运行质量，加快了南方电网的发展和联网规模，使“全国联网”的战略目标得以实现，促进了我国电力行业的迅猛发展[1]。该跨海工程主要包括海底电力电缆建设部分部分，其中跨越琼州海峡海底电缆和各分支小规模海底电缆的建设是整个工程项目的关键和难点。随着我国综合国力不断增强和海洋开发程度的扩大以及海上作业的发展，同时沿海人民为了改善环境，提高生产、生活质量以及对电力、通讯的需求不断增强，海底电缆输电工程成为跨海域联网工程建设的重要组成部分。另外，由于海洋环境的复杂性和各种外在因素，海底电缆经常遭受各种类型和不同程度的破坏，且受损原因和陆地电缆差异大，一旦损伤，修复周期长，社会影响大，如船只抛锚[2]、捕鱼作业、锚桩挂钩、盗窃捕捞等外力机械对电缆造成的大规模伤害；海洋地质条件的变化与海底潮汐运动等造成的电缆悬空、磨损、拉伸等潜在危害；海水腐蚀和鱼类咬伤等自然危害等。海底电缆一旦损坏，造成的影响和损失巨大，本文就不同的海床地质条件，总结、分析各种防护措施对海底电缆防护和固定的效果，进而保证沿海居民对电力、通讯的基本需求。
1 海缆防护现状
目前，针对海底电缆的防护，全世界和各个国家都有明确的措施和规范。国际上明确规定对海底电缆保护的主要有两个条约：《1884年保护海底电缆公约》（Convention the Protection of Submarine Cables）、《联合国海洋法公约》以及对海底电缆保护的国际规范DNV一RP一J301 [S].2014。我国针对海底电缆保护措施也提出了一系列相关的标准及规范：《电力工程电缆设计规范》（GB 50217-2007）；1989年由国务院发布的《铺设海底电缆管道管理规定》和 2004年由国土资源部发布的《海底电缆管道保护规定》等相关规范。海底电缆设计和保护的关键就是通过必要的安全措施，减小复杂的海洋环境以及外在人文因素对海底电缆运行的影响，尤其是减小码头船只抛锚时对海底电缆的锚害程度，进而保证必要的线路负荷能力、传送电能能力和稳定运行的能力，已达到降低海底电缆的故障发生率，提高其安全防护水平。目前海底电缆防护方法也越来越趋于成熟，研究人员和专家学者根据不同的海床地质条件，提出了不同的防护方案，包括铁护套和预埋钢管保护、隔离链防护、套保护管技术、抛石保护法等[3]。
2 海缆防护措施
2.1 深埋保护
我国于1982年最早提出了对海缆的埋深保护法，并日趋完善。深埋保护法适用于海床地质条件为沙地及淤泥的海域。该方法首先需要施工人员潜入水下，然后用高压冲水枪喷出一条约2米深的槽沟，将电缆埋入其中，然后海床土体自然回填形成上部的保护区。
该方法操作难度较大，需要专门的水下施工技术人员，施工进度较慢，对施工仪器要求较高，由于全程为水下施工，所以在施工过程当中要制定必要得施工仪器应急方案。
抛石保护法采用全程埋设和抛石保护的方法，在电缆上方抛石覆盖电缆，已达到对海底电缆固定和防护的作用，相对来说，花费较低，所以得到了广泛应用。海底电缆抛石保护法的施工建设是一项复杂的海上工程，由于抛石作业具有明确的受限条件和施工过程，使得施工设备自动化程度高，涉及技术领域广泛。随着我国海洋工程技术的发展、抛石施工船的应用、抛石作业落石管技术和水下机器人技术逐步应用于海底电缆的抛保护建设当中。通过实施抛石填充，形成块石保护层，一方面避免了海底电缆在海流的作用下长期疲劳运动或与海床产生摩擦而造成海底电缆的铠装层破坏，另一方面，海底电缆上部的抛石堆积层，也具有一定抵御外力冲击破坏的强度，如鱼类撕咬和船只的落锚撞击。
该施工方法要控制合理的抛石粒径和初始抛石速度，以免当散抛块石落到海底电缆时，由于其动量过大而对海底电缆铠装层造成一定的影响。
2.3 套保护管技术
南方电网公司最先提出海底电缆的套保护管技术[5]，随后在国内海域联网工程中广泛运用，目前采用较多的一是种电绝缘海缆防护管，该防护管采用优质钢管和聚乙烯PE，经过喷砂抛丸前处理、浸塑或涂装、加温固化工艺制作而成，所以绝缘性能良好，由于其不易生锈和老化且化学稳定性较高的一大优点，该防护管可适应苛刻环境而被广泛得以应用。该保护管本身自重较大，可以凭借自重的作用起到很好的固定海缆作用。该方法适用于海底电缆悬空段的地方。
该种保护管一般采用水下安装，需潜水员潜入海底操作，安装过程较复杂。另外，采用该类保护管套来防护和固定海底电缆，不利于其散热，需要专门技术人员定期对海底电缆进行其运行环境检测以排除隐患，进而保证其正常输电功能。
3 总结与展望
从以上根据不同的海床地质条件和不同的外在因素而提到的具体海底电缆防护情况分析，总结主要有以下几点研究趋势：
（一）海底电缆深埋防护技术的进步与提高。海底作业的机械和工具以及高效的安全保障程度是未来研究重点。
（二）抛石作业船的施工和海底电缆定位技术是未来研究的难点。针对散抛块石的粒径和质量不同而对海缆的机械性能和抗压性能造成的不同影响需要进一步研究总结，得出在不同的该类工程中，最为经济、有效、合理的抛石保护层。
（三）新型套管保护技术的研发是未来研究的创新点，目前采用较多的电绝缘海缆防护管因为其采用了聚乙烯PE和优质钢管，不利于海底电缆的散热。另外，当海底电缆运行时，如何避免保护套管随之而产生的感应电势是该工程的难点，研发新型保护套管来解决这一难题是未来研究的创新点。
参考文献：
[1]王秀卫.论南海海底电缆保护机制之完善[J].海洋开发与管理，2016，9（9）：3-6.
[2]蒋俊杰.琼州海峡海底电缆铺设可行性研究[D].中国海洋大学，2008.
[3]陈凯华.海上海南联网海缆敷设施工与防护[J].南方电网技术，2009，3（5）：25-27.
[4]郭彤.海底电缆受船舶锚害风险研究[D].天津大学，2013.
[5]郑春生.胜利埕岛油田海底电力电缆故障类型与原因分析[J].事故分析与预防，2016，16（2）.
论文作者:屈成忠,孟凡超
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/20
标签：海底论文; 电缆论文; 防护论文; 海床论文; 工程论文; 作业论文; 海南论文; 《河南电力》2018年4期论文;