海底电力电缆输电工程设计规范

海底电力电缆输电工程设计规范详解  

一、概述  

海底电力电缆输电工程涉及复杂的技术细节和严格的规范要求。《海底电力电缆输电工程设计规范GB/T51190-2016》是一部全面指导海底电力电缆设计的基础性标准，涵盖了从电缆路径选择到电缆敷设的各项关键环节。  

二、基本条款与概念  

1.规范适用范围  

该规范适用于新建和扩建的500kV及以下交流海底电缆工程设计，并强调了安全可靠、经济合理、资源节约和环境友好的设计理念。  

2.术语定义  

海陆缆过渡接头（SLTJ）:设置在登陆点附近，用于连接海底电缆与陆地电缆的电缆接头。  

錨固装置:用于固定海底电缆的装置。  

登陆点:海底电缆与陆地的交界点，通常位于年均高潮位的向陆侧。  

登陆段:从登陆点向海侧，水深小于5米的海底电缆路由走廊带。  

陆上段:从登陆点向陆上侧的海底电缆路由走廊带。  

三、电缆路由选择  

1.路由选择原则  

海底电缆路由的选择应综合分析工程可行性、安全性、经济性以及施工和维护的便利性。应特别注意自然环境和工程地质条件，包括海底地形、地质稳定性、海洋水文气象等因素。  

2.海域段路由选择  

选择曲折系数小的路由:尽量选择海底地形平缓、灾害地质因素较少的海域，避免沙洲、渔场和锚地等活动频繁的区域。  

减少与其他管线交越:平行敷设的海底电缆应避免交叉重叠，电缆间距不宜小于该处最大水深的1.2倍，确保足够的施工和运营裕度。  

3.登陆段路由选择  

选择风浪平稳的岸滩:电缆登陆段应选择在全年风浪平稳、不易被冲刷与撞击的岸滩，确保施工和维护的便捷性。  

避开现有和规划中的开发活动区:登陆段应尽量避开现有和未来规划的港口、码头等开发活动区，确保电缆的安全运行。  

四、电缆类型与结构  

1.电缆类型选择  

海底电缆应具备径向和纵向阻水结构，并根据工程需求选择合适的铠装结构。常用的海底电缆类型包括挤包型和绕包型绝缘电缆，如交联聚乙烯（XLPE）绝缘和自容式充油纸绝缘（PILC）电缆。  

2.电缆导体及截面积选择  

导体材质:海底电缆通常选用铜导体，因其优良的导电性和较小的电阻率，有助于降低能耗和提升电缆的载流量。  

截面积选择:导体截面积应满足系统输送容量的需求，并综合考虑电缆长度、敷设方式和短路热稳定性的要求。例如，一条800mm²截面积的铜导体，在输送容量为600MW时，长期允许电流需达到815A。  

3.电缆绝缘选择  

绝缘材料:海底电缆绝缘材料可以选择低损耗的XLPE或油浸纸绝缘材料，这些材料具有良好的电气和机械性能。  

绝缘层设计:绝缘层的设计应考虑工频电压和冲击电压下的场强分布，确保电缆在运行中的安全性和可靠性。例如，500kV自容式充油电缆的绝缘层厚度为28.55毫米，能够承受工频电压525kV和冲击电压1550kV。  

4.电缆护层选择  

护层组成:电缆护层通常包括径向防水层、防腐层、防蛀层和铠装层，以提供全方位的保护。  

铠装层:铠装层主要用于增强电缆的机械强度，保护电缆在敷设和运行过程中不受外界物理损坏。  

五、电缆敷设与保护  

1.电缆敷设准备  

施工环境评估:施工前应详细勘查海底地形、地貌、水文和气象条件，确保施工环境适宜。  

设备准备:包括施工船只、牵引设备、潜水员支持等，确保各项设备完好可用。  

2.电缆敷设方法  

陆上段敷设:从登陆点开始，沿预定路线进行电缆埋设，确保电缆埋设深度适中，避免外部损伤。  

登陆段敷设:使用专用设备将电缆铺设至海底，并逐步过渡到海域段，确保电缆在登陆段的稳固性和安全性。  

海域段敷设:根据预先设定的电缆路由，使用铺缆船进行海底电缆敷设，实时监控电缆的状态，确保敷设过程顺利进行。  

3.电缆损伤检查与处理  

损伤检测:敷设过程中定期对电缆进行损伤检查，使用声呐扫描等先进技术手段，及时发现潜在问题。  

修复措施:对检测出的损伤部位，立即进行修复处理，确保不影响电缆的整体性能和使用寿命。  

4.电缆敷设保护  

施工保护措施:在电缆敷设完成后，采取适当的保护措施，如覆盖保护罩或填埋，防止施工期间的意外损伤。  

长期保护:设立警示标志，防止未来的捕鱼、海上施工等活动对电缆造成破坏，确保电缆长期安全运行。  

六、职业健康安全与环境保护  

1.健康安全管理  

风险评估:施工期进行全面的职业健康和安全风险评估，制定详细的应急预案，确保所有参与人员的安全。  

防护装备:提供必要的个人防护装备，定期进行安全培训和演练，提高全员的安全意识和应急反应能力。  

2.环境保护  

环境影响评价:在工程设计和施工阶段，开展全面的环境影响评价，识别潜在的环境风险，并采取相应的预防和减轻措施。  

生态监测:实施全过程生态环境监测，确保施工活动不对周边生态系统造成长期负面影响，实现绿色施工。  

结论  

海底电力电缆输电工程设计规范为整个海底电缆项目的实施提供了全面的技术指导，从电缆路由选择到敷设施工再到后期维护，每一个环节都需要严格遵守规范，确保工程的安全、可靠和经济高效。通过科学严谨的设计和施工，可以最大限度地发挥海底电缆的输电效能，保障电力供应的稳定性和可持续性。