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500kV海南联网工程海底电缆风险分析及修复方法


500kV 海南联网工程海底电缆风险分析及修复方法 【摘要】海南联网工程是中国第一个 500kV 超高压、长距离、较大容量的 跨海联网工程, 也是继加拿大本土与温哥华岛交流跨海联网工程之后、世界上第 二个同类工程。文章研究了 500kV 海底电缆在运营过程中所承受的各种损伤风 险以及相应的修复方法,并且详细叙述通过 OTDR 对海底电缆故障定位的方法。 【关键词】500kV 海底电缆;损伤风险;OTDR 引言 海底电缆路由北起广东省徐闻县的南岭村, 自北向南穿越琼州海峡西段的北 部堆积区、北部侵蚀-堆积区、中央深槽、南部隆起带和南部近岸侵蚀-堆积区共 5 个地貌单元,到达海南省澄迈县林诗村,路由最大水深 97 米,正因为海底电 缆所处琼州海峡,每年过往轮船 11 万艘,外轮 2000 余艘,两岸近海捕捞、养殖 活动频繁, 船舶抛锚和渔业活动严重威胁海底电缆安全。因此保卫海底电缆的安 全稳定运行是在南方电网公司工作的重中之重。 该文针对海南联网工程海底电缆 的运维现状,进行全面细致的风险分析及修复方法的介绍。 1.损伤 1.1 受损原因 在海底电缆的 150 年历史中, 海底通信电缆和电力电缆的故障主要都是由渔 具和锚的伤害而造成的。 图 1 显示的是造成大西洋中的通信电缆损伤的原因,如 捕鱼作业、锚损伤、自由悬挂、鱼类咬伤、地震或泥沙运动等等。除了图中给出 的原因之外, 也报道过一些其他原因,其中包括在菲律宾和其他地方炸鱼所造成 的电缆损伤。下面,我将对一些海底电缆受损的危害进行讨论。 图 1 大西洋中的通讯电缆的损伤原因 海底电缆故障的维修费用昂贵,而且往往需要相当长的时间,因为修理船只 并不总是随叫随到的, 而且天气条件可能会阻碍修复电缆数周甚至数月。但由于 通讯业的发展, 世界各国安装了大量的海底通信电缆。而海底电力电缆往往具有 较大的直径以及更高的强度。 自 2009 年 6 月 30 日海南联网工程海底电缆带点投 运至今, 通过南方电网超高压输电公司广州局海口分局运行与监视班统计得出以 下图表。 表 1 2009-2013 年在海南联网工程海底电缆保护区发生的船舶抛锚、异常中 渔船与货船的数据 类别 抛锚事件(艘/次) 异常事件(艘/次) 小计(艘/次) 百分比 渔船 45 127 172 47.25% 货船 30 97 127 34.89% 油船 3 9 12 3.30% 拖船 1 5 6 1.65% 工程船 1 2 3 0.83% 沙船 1 0 1 0.27% 护航船 0 1 1 0.27% 海警船 1 0 1 0.27% 未知类别 10 31 41 11.27% 总计 92 272 364 100% 由以上图表可以看出,无论是抛锚还是船速异常,居首位的都是渔船,其次 是货船,这两个原因占据所有事件的 82.14%,所以海缆受外力破坏的主要风险 就是渔船捕鱼和货船抛锚。 因此保护海缆免受外力破坏的主要对象就是附近渔村 的渔船和过往琼州海峡的货船。 图 2 2009-2013 年在海南联网工程海底电缆保护区发生的船舶抛锚、异常中 渔船与货船的百分比 1.2 渔具造成的损伤 网板拖网捕鱼的速度一般为 2-4 节,网板是一块大而平的铁板,为了保持渔 网向下, 网板需要在海床下面滑过, 从而陷入到海床松软的淤泥中达 30-40cm 深。 网板的重量可达 3.5 吨,一些拖网渔船同时拖两张或三张渔网。当拖网渔船的速 度为 2.9 节,电缆被它 1900kg 重的网板水平撞击时,受到估计为 11 吨的外力冲 击。 另一种为定置刺网捕鱼用桩或


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