海底电缆故障后运行实践与分析

刘玉友?徐卫东

[摘 要]文章旨在对海底电缆的故障检测方法以及修复工艺做出研究，分析了故障产生的原因，提出了故障的类型，并以XLPE这一类型的电缆为例，详细探讨了海底电缆的修复工艺、海底电缆的连接方法、海底电缆修复之后的检测方法。

[关键词]海底电缆；故障检测；修复工艺

一、 海底电缆故障发生的原因及类型

在长期的实践中，经过了不断地运行试验之后，我们基本上可以确定，造成海底电缆发生故障的绝大多数原因都是受到外力的影响，在外力的作用下，致使电缆受损。当然，也存在海底生物对电缆造成的局部腐蚀问题等。需要指出的是，这里所说的外力作用，主要包括了抛锚、挤压、拉拽、摩擦、地壳运动以及由于潮汐能而造成的电缆移位等等。

从故障出现的主要部位来看，主要包括了三种，第一种是线芯短线故障；第二种是主绝缘故障；第三种是保护层故障。

二、海底电缆的故障检测

我们在对海底电缆实施故障检测的时候，必须要通过三步来实现，第一步，故障诊断；第二步，预定位；第三步，精确的定位。具体来讲，在有故障产生之后，首先需要做的就是要采用测绝缘电阻的方式，来对故障所属的性质做出诊断。在这之后，结合故障的基本类型，有针对性的采用与之相对应的方式实施故障检测。

三、海底电缆的修复方法

1. 海底电缆的修复工艺。对于海底电缆来讲，其类型也是多种多样的，不同的电缆类型所使用的工艺方式当然也是不一样的，在本文的研究当中，我们只针对XLPE这一类型的电缆来进行研究。同时需要注意的是，海底电缆的修复工作都是需要在船上来操作的，所以，对风速以及海浪都有要求，通常风速应该小于等于5级，海浪应该小于等于0.5米。在这样的情况下，我们在对XLPE电缆进行修复的时候，其工艺顺序应该是：在电缆有故障产生的时候，第一步，需要对故障点做出正确的定位；第二步，把故障电缆找出来；第三步，为故障电缆装上浮标；第四步，由潜水员来针对故障做出探查；第五步，在探查的基础上，潜水员进行电脑的切割，并对电缆标号，即1号电缆以及2号电缆；第六步，在电缆的切割处把防水组件安装好；第七步，先把1号电缆拉至修理船甲板上面，并对故障做出验证，在此基础上，把故障点以及损坏点还有进水的部分都予以切除掉，之后，再把1号电缆和浮标一起放回到海底；第八步，同样的把2号电缆也拉至修理船的甲板上面，并对故障做出验证，在此基础上，把故障点以及损坏点还有进水的部分都予以切除掉，同时，把防水密封工作做好后，针对剩余的电缆做出测量，并在电缆的末端把放水的工作做好，最终就可以把2号电缆和浮标一起放回至海底；第九步，针对备用电缆，进行长度的计算，再将2号电缆拉至修理船的甲板上面，将其和备用电缆进行连接，等到连接好之后，、再把1号电缆也拉上修理船的甲板上面，并将其和备用电缆进行连接，最终全部将其放回至海底；第十步，等到所有工作做完之后，实行最终的测试。

2. 海底电缆的连接方法。从海底电缆的连接方式来看，主要包括了十三步：第一，由潜水员在水下，把发生故障的海缆锯断后，把浮标拴上，浮标和电缆之间在进行连接的时候，我们所采用的钢丝绳应该大于等于10毫米，同时将其拼接牢靠。第二，由潜水员使用高压水枪沿着海缆的走向，从海底泥沙中，把海缆冲出来，海缆需要冲出的长度应该按照水的深度，按照电缆能够弯曲的半径，按照故障点等来进行。第三，利用电缆故障点的浮调，来把故障海缆调出去，将其在作业台上面做好固定。第四，在距离故障点1米的地方，把故障的电缆切除掉，使用规格为2500V兆欧表，来把电缆的绝缘测量出来。如果所测出来的电缆绝缘要比200兆欧小的话，那应该继续切除，一直切除到这一值高于200兆欧为止。第五，在工作架上面，把即将要实施对接的海缆固定好。第六，把海缆保护钢铠拨剥开，一直到钢丝回返均匀的把点老护卡紧固部分的锥心包住为止，之后将其紧扣住外套。第七，把缓冲尼龙袋曲调，并把缠绕于海缆线芯上面的屏蔽袋予以松开，之后把两端电缆，把三条芯线予以错开，错开的距离应该在25厘米至30厘米之间，确定好这一位置之后将其据掉。需要注意的是，对于两边的海缆来讲，必须要是一样的，其根本目的就是要使得对接之后的三个接口的位置可以保持在相互交错的关系，这样一来，就不会出现一大块的问题，最终使得过热故障得到避免。第八，潜水员应该使用无水的酒精来把手洗干净，在这之后，把20厘米的半导层剥除，把5厘米的绝缘层剥除。再使用砂纸将其磨平，把线芯的氧化层予以清楚，最终使用无水酒精将其洗干净，等到保证没有杂质之后，就可以把绝缘带缠绕好。第九，把两边对接的线芯穿入至压接管，对其实行压接，等到全部把三相线芯压接完毕之后，再使用无水酒精清洗。第十，这一步需要做的就是进行绝缘带的缠绕，具体来讲，就是在离半导层5厘米的位置，使用高压防水绝缘胶带，来进行缠绕，一直缠绕20层至25层左右，在这之后，缠绕高压绝缘聚氟乙烯绝缘白胶带，总共缠绕20层左右，再用聚富乙烯胶带进行缠绕，总共缠绕10层至15层左右，最后再用玻璃丝白粘带进行缠绕，总共缠绕8层至10层左右。第十一，需要做的就是把电缆屏蔽带恢复好，同时，通过锡焊接的方式，来把接合处焊接好。第十二，需要做的就是电缆护卡的安装，并把所有的螺栓都紧固牢。第十三，将温度在50摄氏度的沥青，由护卡天窗处进行浇注，等到沥青在电缆护卡中全部充满之后停止。其根本目的就是要促使接头处的绝缘强度得到有效提升，促使其防腐能力得到提高。

3.实际案例分析。长岛县城设两所变电站，负责全县2镇6乡的供电。一所为110kv变电站由蓬莱220kv汤邱变电站通过110kv海底电缆供电；一所为变电站由蓬莱110kv塌地桥变电站 通过35kv海底电缆供电（平常处于冷备用状态）。2010年7月26日11：30分，蓬长110kv海底电缆由于外力破坏，导致c相电缆接地故障，造成全县范围大停电。于是长岛县供电公司紧急制定应急送电方案，将余下的两根（a，b相）110kv海缆与另一回35kv的一根电缆（c相）塔组。由蓬莱塌地桥35kv变电站送电。一合闸送电，35kv系统就接地报警。更换一根35kv电缆（a相）再合闸送电，再次接地报警，再更换一根35kv电缆（b相），再合闸送电仍然接地报警，后经过分析，由于两根110kv电缆与一根35kv电缆的长度，截面积，电阻，电容，电感以及电抗等一系列参数都不以及，所以引发了串联谐振，导致系统中性点偏移，电位升了（报警）使三相电压不平衡，所以电缆接地报警是一个假接地报警现象。因此，请示地调重新调整塌地桥变电站的消弧挡位，由原来的三档调至最高档9挡，合闸送电后，接地报警消除，后又在末端（长岛侧）35kv站装了多组35kv电容器（用来平衡三相电压和提升末端电压用）

长岛县于2014年7月27日18：10恢复供电，避免了因110kv电缆故障给全县造成巨大的经济损失，为全县经济社会发展和军民生活用电做出了巨大贡献。

参考文献

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