它的建設面臨重重考驗:如何穿越地形復雜的海底?海纜如何安全敷設?路徑如何準確控制?敷埋時如何防止損壞?本報記者深入探訪,為您呈現(xiàn)海底電纜敷設的全過程。
“海在城中,城在海上。”是福建廈門的真實寫照。廈門城市中心區(qū)域的廈門島,被海水切斷了它與集美等各區(qū)的聯(lián)系,島上所需電能全部依靠三個進島電力通道輸送。
廈門電力進島第一通道擴建工程與其他兩條進島線路不同,它起自廈門市集美區(qū),止于廈門島,橫穿海域3.75千米。
比起在陸地,在海底敷設電纜要面臨很多挑戰(zhàn):海纜埋多深安全?海纜怎樣在海中順利延伸?
為了解決此項技術難題,國家電網(wǎng)公司依托該工程在國內首次提出并采用了適合高電壓、大容量、復合光纖海纜施工特點的先進技術手段,把3根重達350多噸的電纜和1根通信光纜逐一埋入3米深的海泥中,實現(xiàn)節(jié)省工程投資950萬元。
掃海:摸清海底復雜地勢
掃海是施工的第一步。經(jīng)過勘探,電纜敷設路徑主要由軟質的淤泥、砂、粘土等組成,不會造成阻礙。但海床面并不平整,可能對施工設備和電纜構成威脅,需在施工前給海床做清掃。
施工隊員將掃海錨系在錨艇或者拖輪的尾端,錨艇拖帶著掃海錨在敷設路徑上行進,一趟又一趟,將海床上的牡蠣條石、沉船殘骸等障礙物清除干凈。
掃海完成了,準備工作也只剛開了個頭。要知道每根電纜都近4千米長,中間沒有一個接頭,完全盤在電纜盤上,每個電纜盤有350多噸。這樣一個“巨無霸“,怎么入海呢?為此,施工人員專程找來了全國唯一的一艘電纜光纜敷設船,歷時9天9夜從上海駛入廈門海域。
船來了,還不能馬上開工。海上施工作業(yè)受水文、風速等的影響很大,為了保證海纜敷設一次成功,施工隊員多次試航,測量在不同環(huán)境下,敷纜船上各類機械設備施工所需的基本參數(shù)值,比如埋設機的行進速度、高壓水槍的壓力等。
入海:有效避免海纜打結
“這一工程中采用的電纜,直徑超過17厘米,足足有成年人的大腿那么粗,是目前國內最粗的電纜。而且很重,每米電纜就有87千克。”負責該項目施工的廈門電業(yè)局基建工程師江慧聰告訴記者。
別看電纜這么粗壯,其實非常“嬌氣”,電纜從電纜盤中引出來的時候,每退一圈,電纜就要扭轉360度,容易扭結或打圈。設計者給敷設船加裝液態(tài)馬達的電纜盤,電纜盤能旋轉地將電纜導出,避免了電纜打結的麻煩。
海纜引出來了,還必須確保海纜“行走”的速度和船只航速、布纜速度始終一致,否則容易引起電纜緊張或松弛,也會對電纜造成傷害。為了確保敷設船上各類機械設備保持協(xié)調同步,施工隊提出了利用先進技術系統(tǒng)和人為操控相結合的方法,實現(xiàn)了施工機具同步控制。
測距:風吹浪打不“跑偏”
廈門海底電纜共包括3根電纜和1根通信光纜,每根都要單獨敷設。由于電纜間距較小,不僅要確保電纜在施工中不受損傷,還要使4根海纜之間保持25米的設計距離,防止電纜重疊。
這又是一個難題。“在海上,25米的距離是非常小的。往往一個浪打過來,都能把電纜推出不止25米。”江慧聰告訴記者。
為了控制敷設距離,施工采用了精確的導航定位系統(tǒng),把船位偏差嚴格控制在10米范圍內。在面對較大波浪影響的時候,施工人員用慢速絞錨敷埋的方法,由施工船四個角拋出四個定位錨,再加上施工船前方由牽引鋼纜、后方有自重約40噸的埋設機作為穩(wěn)船錨,六個錨把施工船只穩(wěn)住,靠收放錨繩來調整船位航向,有效保證了電纜敷設不“跑偏”。
盡管施工船的敷埋速度能夠達到每分鐘8米,但為了能平穩(wěn)地將電纜敷設下去,施工人員以每分鐘1米的進度進行敷設,敷設單根海纜就需要3天左右。施工期間,船上50多名施工和監(jiān)理人員晝夜不間斷工作,吃住都在船上。
深埋:潛伏海泥之下3米
敷設在海底的電纜,除受到潮汐、波浪、沖刷、地震等海底物質的摩擦影響外,人類越來越頻繁的海上活動也對海纜的安全運行帶來了干擾。同時,由于海纜運行環(huán)境及修理技術的特殊性,海纜一旦發(fā)生故障,很難在短時間內修復。
除了運用可靠的電纜產(chǎn)品之外,加深海纜的埋設深度,是避免外力損傷、保證海纜安全運行的最有效措施。所以,該工程的電纜全都埋入海泥之下3米深的位置。
邊敷邊埋并不是件容易的事兒,這項工作多虧了一件高科技武器——埋設機,由于能夠準確地控制電纜的埋設深度,自動化程度相當高,所以它又被稱為“水下敷纜機器人”。
“水下敷纜機器人”像一架藍色的雪橇,帶著電纜緩緩入水,雪橇的前端還有個鳥嘴形狀的巨型海底割刀和兩把高壓水槍,它一邊在敷設船的牽引下在海底滑行,一邊快速在海底“割”開一條深3米寬1米的海溝,將電纜放置在溝底。同時,利用高壓水槍沖刷形成的高速水流,把海泥沖回海溝,將電纜埋進海泥中。
此外,為了確保工程質量,在敷設過程中,每隔1千米潛水員就對“水下敷纜機器人”的觸地和整體姿態(tài)情況進行核實。
海纜登陸的海岸還設立了醒目的禁錨標識,保護海纜不受船錨傷害。
【 技術 】
國內最粗電纜
工程采用PPLP復合紙絕緣海底電纜,外徑超過17厘米,每米重達87千克,是目前國內最粗的電纜。它采用2500平方毫米大截面銅芯、1200平方毫米大回流導體技術,送電容量能夠達到600萬千伏安。此外,與普通紙絕緣相比,它的長期允許運行溫度由80攝氏度提高到了85攝氏度,可以降低海纜絕緣損耗50%,每年可節(jié)電約26萬千瓦時,提高送電容量8.5%。