海底电缆铺设研究
2023年中国海底电缆行业发展研究报告
2023年中国海底电缆行业发展研究报告一、行业概况1、定义海底电缆(SUbmarineCabIe)是用绝缘材料包裹的电缆，铺设于水下环境，用于传输电能或通信的线缆。
海底电缆可分海底通信电缆和海底电力电缆，主要运用于海底观测网、通信、电力网络、海上石油开发、海上风电等领域。
前瞻根据功能作用、电压类型、绝缘类型、应用领域等标准对海底电缆进行分类如下：图表1：海底电缆分类功能作用海底通信电缆、海底电力电缆、海底光电复合电缆电压类型HVDC.DC.AC绝缘类型浸漆纸绝缘电缆、自容式充油电缆、交联聚乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆、乙丙绝缘电墟及充气电缆应用领域观测网用海底电缆、海上石油平台用电统、通信用海底电缆、海上风电发电用电缆资料来源：前瞻产业砒究院俘前瞳经济学人APP2、产业链剖析产业链上游原材料主要包括金属原材料和化工原材料两大部分，金属原材料主要包括铜杆、铝杆、合金铝锭等，铜杆与铝杆成本占比较大。
化工原材料主要包括绝缘材料用于生产绝缘料、护套料、半导电屏蔽料的聚乙烯、聚氯乙烯、石墨烯、高性能聚酰亚胺等。
产业链中游为海底电缆的生产制造，下游应用市场主要为电力企业，包括国家电网和海上风电投资建设企业。
图表2：海底电缆产业睇构上游，中游■下游原材料I海缆供应商!I应用市场资料来源：前皤利研究院@前膜经济学人APP 分析中国海底电缆生态图谱。
上游原材料企业包括江西铜业、紫金矿业、中国铝业等金属材料企业。
高性能聚酰亚胺材料等海缆专用化工原料生产企业包括中天科技、鼎龙股份等国产企业，也有日本住友、东丽、杜邦等跨国企业，由于具备先发技术优势，跨国企业所占份额高。
中游的海缆生产供应商保罗普睿司曼、耐克森的跨国企业以及东方电缆、中天科技等国内企业。
下游应用市场包括国家电网、南方电网、中广核等。
图表3：中国海底电缆产业链生态图谱上游赢原材料海缆供应商应用市场金属材料江西SHk KiETft 中ISU业云ISJR份Cτ‹∙⅛CFrT∙P..*rτ∙⅛-ycF-1tk化工原材料日本住友、日本东Si、杜邦中天科技.1»龙JR份其他电力企业国家电网南方电网资料来源：前瞻产业研究院@前瞻经济学人APP三、行业发展历程中国发展始于清朝时期，1886年第一条海底电缆台南至澎湖电缆通联台湾全岛以及大陆的水路电线，长53海里，主要作为发送电报用途。
海底电缆铺设工程中的沉管与隧道技术应用
海底电缆铺设工程中的沉管与隧道技术应用近年来，随着全球通信网络的快速发展，海底电缆铺设工程成为了连接不同国家和地区的重要通信基础设施。
在这一过程中，沉管与隧道技术的应用起到了关键作用。
本文将深入探讨海底电缆铺设工程中沉管与隧道技术的应用，介绍其原理及优势，并对其发展前景进行展望。
首先，我们需要了解沉管与隧道技术在海底电缆铺设工程中的原理。
沉管是一种充气后沉入水中、依靠自身重量在海底中沉降到预定位置的管道。
通过使用大型工作船进行操作，将沉管悬挂在水面上，然后将其充气，使其沉没到海底。
一旦沉管到达目标位置，就可以将海底电缆通过管道输送到指定的地点，然后进一步埋入海底。
相比之下，隧道技术是一种以传统的挖掘和开挖技术为基础的方法。
在这种方法中，工程队伍会使用挖掘设备挖掘出一条安全的、高度稳定的隧道，然后在其中安装和保护海底电缆。
与沉管相比，隧道技术在施工过程中需要更多的时间和劳动力，但也能够提供更长期的保护和更高的可靠性。
那么，为什么选择沉管与隧道技术来完成海底电缆铺设工程呢？首先，这两种技术都能够提供很高的安全性和可靠性。
由于电缆在海底环境中异常复杂且脆弱，因此需要采取一系列措施来保护电缆免受损坏。
沉管和隧道技术在铺设过程中都能够为电缆提供良好的护盾和防护措施，从而降低了电缆受到外部环境和人为干扰的风险。
其次，沉管与隧道技术能够有效应对不同的海底地质条件。
海底地质环境复杂多变，有些地方可能存在坚硬的岩石，有些可能是软弱的沉积物。
沉管和隧道技术都能够根据实际情况进行调整和适应，以确保电缆的安全铺设。
特别是在地质较为复杂的海底区域，沉管与隧道技术的应用更是无可替代的选择。
此外，沉管与隧道技术还能够提供更高的工程效率和成本效益。
由于沉管和隧道技术在工程施工过程中能够更好地适应不同的海底地质条件，因此能够减少工程时间和成本。
相比其他铺设方法，沉管和隧道技术也更加灵活，能够快速响应工程调度和紧急情况，从而提高了工程效率和成本效益。
海底电缆铺设作业船的设计与技术挑战
海底电缆铺设作业船的设计与技术挑战引言：海底电缆是连接世界各地的重要通信线路，它们允许全球互联网的运作，并且支持国际间的电话通讯及其他通信活动。
然而，铺设这些海底电缆是一个复杂且富有挑战性的任务。
本文将探讨海底电缆铺设作业船的设计和技术挑战，以满足海底电缆铺设的需要。
一、背景介绍：海底电缆铺设作业船是执行海底电缆铺设任务的特殊船只。
它们需要具备一系列特殊的设计和技术要求，以保证电缆的安全、可靠地铺设。
这些船只通常由许多重要的设备组成，包括电缆仓、电缆张力控制装置、动力系统以及位置导航和布线系统等。
二、设计要求：1. 船体设计：作业船的船体必须具备稳定的特性，以适应不同的海况。
船体的尺寸和形状需要根据所需电缆长度和直径进行优化。
此外，考虑到作业时的灵活性和操控性，船体设计还应具备较小的转向半径和较快的加速减速能力。
2. 电缆仓设计：在作业船上，电缆仓是最重要的设备之一，用于存放和保护电缆。
电缆仓需要具备防水、防潮、温控和防震等功能，以确保电缆在海底铺设过程中不受损害。
此外，电缆仓还需要考虑到电缆的加载和卸载便利性，以提高作业效率。
3. 电缆张力控制装置设计：电缆张力控制装置是确保电缆在铺设过程中恰到好处的张力的关键设备。
它需要根据电缆特性和铺设深度来设计，以确保张力在安全范围内控制。
同时，张力控制装置还应具备实时监测和反馈功能，以确保电缆在各个工作阶段的张力稳定。
4. 动力系统设计：作业船的动力系统需要具备足够的推力和稳定性，以适应不同的海况和作业需求。
基于电缆负载和船体尺寸，动力系统的设计应考虑动力输出的效率、可靠性和工作燃油的经济性。
此外，为了减少对环境的影响，动力系统还应尽可能降低噪音和排放。
5. 位置导航和布线系统设计：在电缆铺设过程中，确保船只的准确位置信息和航线规划至关重要。
因此，作业船需要配备高精度的全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS），以提供准确的位置信息。
另外，布线系统需要根据铺设计划和海底地形进行布置，确保电缆的准确定位和安全铺设。
海底电缆深埋敷设施工要点分析
海底电缆深埋敷设施工要点分析【摘要】海底电缆深埋敷设是一项十分复杂的工作，施工讲究的是稳，为接下来的工作进行做好准备工作，施工进行时，才会做的井然有序。
文章主要针对海底电缆深埋敷设施工技术要点进行探讨。
【关键词】海底电缆深埋敷设施工要点前言我国有广阔的海上石油，近年来国家加强了海上石油的开采，但是海上石油的开采需要远距离的跨海输电，海底电缆深埋敷设施工就成为考虑的重点。
大陆和海岛之间的供用电网络会受到海洋地域环境、海洋水文和施工设备技术等多要素的影响。
运行环境、數设方式、电缆本体结构与金属套接地方式的不同，这就要求施工的方法和陆地的施工方法不同。
在海底电缆深埋敷设施工时施工人员须明确海缆敷设工程的施工情况，做好技术准备施工准备(主要包括技术准备、现场准备、海缆过驳运输、扫海、试航)等前期工作，然后才能实施海缆敷设工作，完成后实施保护、测试、电缆现场试验工作。
海底电缆深埋敷设是一项十分复杂的工作，文章主要针对海底电缆深埋敷设施工技术要点进行探讨。
一、海底电缆敷设施工技术要点海底电缆敷设施工讲究的是稳，为接下来的工作进行做好准备工作，施工进行时，才会做的井然有序。
首先是敷缆设备检测和吊装，当海底电缆运输施工现场，第一查看电缆的外观是否完整，有没有损伤，有损伤的坚决清退。
第二看电缆规格大小，符合海底电缆的要求标准没有。
第三电缆试验，试验检测能否达到有关标准。
随后利用浮吊装置吊起电缆盘放到指定地点，加固电缆盘。
其次是电缆登平台施工要点，施工时选择在低平潮天气进行，施工船靠近平台就位后启动布缆设备缓缓送出电缆，海缆下水时保持角度在45度角到60度角范围。
同时启动锚机，带动拖曳钢绳，海缆的端头就会牵引至设计的埋设地方，持续继续穿过整个护管上平台，为避免传输过程中损坏海缆表面质量，安装一个滑轮在海缆登陆地点处。
海缆到达端点之后，固定电缆，防止埋深过程中电缆被拉出来。
二、海底电缆敷设中间段的施工要点正式施工前，使用监控仪检查埋设犁的具体位置，交替开启移船卷扬机，并启动埋设犁牵引绞车配合操作，钢绳的入水角度可以得到准确调整，这时水泵软管、信号缆要及时送出去。
海底电缆铺设工程的新材料与工艺应用
海底电缆铺设工程的新材料与工艺应用随着信息时代的发展，海底电缆的铺设工程变得越来越重要。
海底电缆作为地球信息交流的血管，不仅在国际间联系紧密，也在国内各个城市之间起着承载重要通信信号的作用。
为了提高海底电缆的可靠性和传输效率，不断推动着新材料与工艺的应用。
对于海底电缆的铺设，最关键的是选择合适的材料。
传统的海底电缆主要采用铜线作为导体、橡胶或聚乙烯作为绝缘体、护套一般为聚乙烯或聚氯乙烯。
然而，随着科技的进步和环境保护意识的增强，人们开始寻找更加先进的材料替代传统材料，以满足更高的要求。
首先，新型的导体材料成为了海底电缆铺设工程中的研究热点。
铜作为传统的导体材料，存在导电性能好、电阻小等优点，但同时也有一系列的问题，如贵重、重量大、易氧化等。
因此，研发新型的导体材料迫在眉睫。
铝合金导体是当前研究的主要方向之一。
铝合金导体具有重量轻、导电性能好和抗腐蚀性强的优点。
其次，铝合金导体具有良好的载流量，能够满足不同跨越海峡、海湾和海底地震断裂带的海底电缆工程需求。
此外，铝合金导体的使用还能减轻设备运输负担，从而降低海底电缆铺设工程的成本。
其次，海底电缆绝缘体材料的选取也成为一项重要任务。
绝缘体材料要求具有优异的绝缘性能、高温抗老化性能和良好的弹性变形能力。
传统的橡胶绝缘体在绝缘性能方面表现较好，但存在易老化、不耐腐蚀等问题。
而聚乙烯绝缘体由于其耐高温特性、抗老化性能和电气性能而备受关注。
此外，聚乙烯绝缘体还具有重量轻、抗压性能好、易加工等突出优点。
然而，聚乙烯绝缘体的耐化学腐蚀性较差，需要在具体应用中加以注意和改进。
最后，护套材料的应用也对海底电缆铺设工程起着关键作用。
护套材料主要用于保护电缆导体、绝缘体和其他辅助结构，使其能够在极端条件下正常工作。
传统的海底电缆护套材料主要采用聚乙烯或聚氯乙烯。
然而，由于聚乙烯护套材料具有抗紫外线、耐候性等优异性能，所以在一些特殊环境中，例如热带地区或高海拔地区，选择聚乙烯材料作为护套材料更加合适。
35KV_220KV海底海缆敷设施工技术探讨
35KV/220KV海底海缆敷设施工技术探讨发布时间：2021-11-23T05:59:41.241Z 来源：《工程管理前沿》2021年19期作者：薄忆主[导读] 当前，海岛经济发展迅速沿海区域岛屿用电需求也在不断提高随着施工技术水平的不断进步,电力系统的海缆敷设施工数量越来越多。
薄忆主中节能（阳江）风力发电有限公司广东阳江529500摘要：当前，海岛经济发展迅速沿海区域岛屿用电需求也在不断提高随着施工技术水平的不断进步,电力系统的海缆敷设施工数量越来越多。
本文以某海缆敷设施工项目为例,对海缆敷设施工技术进行分析,并对海缆敷设施工重难点分析，提出相应的改进方法,进而有效提高施工效率,降低施工成本。
关键词：35KV/220KV海底海缆；施工技术；重难点分析一、工程概况海上风电场项目位于某岛东南侧海域，场址面积约58km2,外围风机包络海域面积约为42km2.水深在23m~32m之间，距离陆地最近距离约28km。
本项目本期规划装机容量为300MW,拟布置55台5.5MW的风电机组，配套建设220kV海上升压站及陆上集控中心。
风电机组发出电能通过35kV集电海底电缆接入海上升压站，升压后通过220kV海底电缆接入陆上集控中心，然后通过架空线路送到电网。
二、35KV/220KV海底海缆敷设施工技术2.1铺设前准备工作组织施工技术、安全交底，将施工要点、数据、工艺及注意事项等详细的告知各岗位施工人员；清点、准备足量的浮球、腊旗绳、自喷漆等物品，并将腊旗绳提前按照设计长度分段:检查保养牵引机、转盘、埋设犁等设备，发现问题及时处理，确保设备状态良好；提前在电缆上做标记，标记米数。
2.2 35KV/220KV海缆登平台(或升压站)起始端铺缆船舶到达施工海域后根据现场实际情况，进行抛锚作业，抛锚完成后，交通船将风机牵拉海缆人员送达到风机位置，安装牵拉导向等工作；准确测量船舶与平台的距离、水深和平台高度以及海缆余量，计算出海缆牵拉所需长度。
海底电缆工程方案
海底电缆工程方案一、项目概述海底电缆是连接世界各地的信息高速公路，是国际通信和互联网的重要载体。
海底电缆工程是在海底铺设各种通信、互联网传输和电力传输的专用电缆的工程。
海底电缆的铺设是一项非常复杂的工程，需要全面考虑海底环境、地质条件、气候等因素，同时还需要充分考虑电缆的材质、工艺等因素，确保电缆能够安全、稳定地传输信息和电力。
本项目拟在某个海域铺设一条海底电缆，预计铺设长度约为500公里，连接两个岸上设备站。
电缆类型包括光纤通信、电力传输等。
本项目将对海底地质环境、气象条件、海洋动力学等方面进行认真调查研究，并设计适合的海底电缆铺设方案、材料选择、施工技术等。
二、调研研究1. 海底地质环境调查海底地质环境是决定海底电缆铺设方案的重要因素，为保障电缆的安全运行，必须对海底的地质环境进行详细调查。
我们将对海底的地形、地貌、地质构造、底质等进行全面调查研究，以便制定合理的电缆铺设方案。
2. 海洋气象条件调查海洋气象条件是影响海底电缆铺设的关键因素之一。
我们将对当地海域的气象条件进行详细调查，包括海浪、风暴、气压变化、降水等情况，以便制定合理的工程施工计划。
3. 海洋动力学调查海洋动力学是影响海底电缆稳定性的重要因素。
我们将对海域的海流、潮汐、漂沙等情况进行详细调查，以便确定合理的电缆铺设方案和保护措施。
三、海底电缆铺设方案1. 电缆种类选择根据项目需求和海底环境特点，本项目选择了光纤通信电缆和电力传输电缆。
光纤通信电缆通常由多芯纤维光缆构成，可传输大量信息，可实现高速、大容量的通信。
电力传输电缆采用耐海水腐蚀的导电材料，可以实现稳定的电力输送。
2. 电缆铺设路径选择根据海底地质环境、气象条件等实际情况，我们将选择合适的电缆铺设路径。
在选择路径时，我们将尽可能避开海底地质灾害隐患区、海山、海沟、火山口等地质灾害敏感区域，避开气象条件复杂区域，以保证电缆的稳定性和安全性。
3. 电缆铺设技术方案电缆铺设工程是复杂而又危险的，需要充分的技术准备和专业设备支持。
海底电缆的设计与敷设
海底电缆的设计与敷设近年来，随着互联网技术的快速发展，人们对于网络速度和稳定性的要求也越来越高。
而在这个数字化时代，海底电缆已成为维系全球通讯和互联网的重要基础设施之一。
本文将详细介绍海底电缆的设计与敷设过程。
一、海底电缆的设计海底电缆是为实现跨洋距离的通信和互联网传输而设计的一种电缆。
它不仅需要承受水压、海洋环境和海底地形等极端条件的影响，更需要充分考虑传输速度和数据容量的需求。
在进行海底电缆的设计时，需要考虑的因素包括：海底环境条件、电缆截面面积、外部包覆物、金属保护层、保护电缆免受损伤、可靠性和回收问题等。
除此之外，还需要考虑海况因素，包括海洋地形、海底地壳板块运动和海浪等，在设计阶段对于这些因素的考虑将会影响到后续的海底电缆敷设和运维。
二、海底电缆的敷设海底电缆的敷设可以通过两种不同的方式实现：直接敷设和间接敷设。
直接敷设方式是指直接在海底将电缆粘贴或埋入海床，即所谓的“海底铺设”。
而间接敷设，则需要将电缆悬挂在离海床一定距离的深度，可以通过锚链或吊索等方式将电缆固定在海底之上。
无论采用何种电缆敷设方式，都需要对敷设路径进行严格的规划，对于敷设路线进行全面的勘测。
在路线规划方面，需要考虑到港口入口、缆绳损耗、海洋环境和潜在的危害因素等。
此外，敷设过程中，还需要精确测量电缆的状态、距离和深度，来保证电缆的安装质量以及后续的维护和保养工作。
电缆的敷设是一个异常复杂而且极具风险的过程，要求技术方案、设备和人员具备相当高的标准和专业技能。
三、海底电缆的未来在未来，随着人们对于数据流量的需求量不断攀升，海底电缆的重要性也将越来越凸显出来。
海底电缆技术的不断发展与进步将会改变信息交互的方式和传输速度，人类文明和社会的进步也将继续依靠海底电缆这一基础设施。
此外，随着技术的发展，未来的海底电缆设计和敷设过程也将更加自动化和智能化。
无人船和自主探测机将会扮演越来越重要的角色，在电缆路线的勘测和维护工作中将得到广泛应用。
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海底电缆铺设研究概述：目前,随着对海洋的广泛利用,海底电缆铺设工程在整个海洋的开发、使用中起到重要的作用,同时对海底电缆铺设技术也有更多的需求"而我国传统的铺设方法不但技术上有安全隐患,而且铺设费用也是很高,因此,研究设计出安全又经济的海底电缆铺设设备迫在眉睫。
海底电缆不仅是水下输送信号及动力的一种有效手段,同时也是水下工程技术领域的一个重要分支"海底电缆技术的研究开始于1837年。
海底电缆具有信息容量大传输距离长、抗干扰能力强、保密性好、价格低等特点。
目前,以其它任何通信手段所无法替代的传输能力和通讯质量,国际海底光缆网络承担着全球约95%的跨国通信数据量。
一旦海底光缆发生重大故障,由此产生的社会、经济后果不堪设想。
日前台湾地区一场突如其来的大地震造成该海域多条国际海底光缆中断,极大地影响了国际通话、数据以及互联网业务的正常进行。
在越来越依赖于网络的现代生活中,海底电缆正收到前所未有的关注。
海底电缆铺设设备一、海底电缆铺设设备海底电缆的铺设需要有专业的布缆船,布缆船是建设维护海底电缆的必须装备,上面通常装备2台布缆机。
布缆机有两种形式,即鼓轮布缆机和直线型布机。
前者多用于打捞和回收电缆等,后者适用于长距离海缆敷设。
海缆在敷设时,通常有张力控制和速度控制两种模式来控制布揽机,因为在敷设操作事重点是考虑余量控制,敷设电缆设置余量的目的是要使敷设的电缆能够完全贴近海底,不出现悬空现象,一旦悬空电缆两端应力集中,经过长时间还流冲刷,受力点容易破损。
因此,布揽机敷缆速度要与船速协调。
待铺设的电缆要事先盘放在电缆盘上,电缆盘转动时放出的缆线通过布揽机放入海里,所以,电缆盘的转速(即放缆速度)要适合电缆的铺设速度。
二、海底电缆的过缆方式海缆厂通常建在靠江或靠海处,并设有专用装卸码头,电缆生产、试验合格后,通过连接工厂和装卸码头的传送带将海缆输送到运输船上,再把海缆过缆到施工驳船上,主要的实施方法有以下几种:1.工厂码头的直接装运对于大长度电缆,国外通常的做法是将施工船开到电缆厂码头,通过连接工厂车间和码头的传送带直接将电缆输送到电缆施工船上,再由施工船运输到施工现场后直接展放电缆,中间不需要再次转运,而且施工船上均设有退扭架和电缆盘,用来装载和敷设电缆。
这种方式适用于具备通航条件的所有类型电缆的施工,特别是海上施工。
优点是安全可靠,不损伤电缆。
缺点是需要大型专业施工船到工厂运缆,而且费用昂贵。
2.整体吊运电缆出厂时,需要特制一个电缆盘,将电缆全部盘绕在电缆盘上,电缆盘必须满足电缆承载、圈绕半径等技术要求,电缆整盘运输至目的港口后,利用港口的大型浮吊将电缆整盘吊装到施工船上。
采用整体吊运的方式,不存在出厂码头和目的码头过缆后的多次交接验收,操作简单,有利于保护电缆；但必须特制巨大的电缆盘,支付昂贵的码头吊装费,且交接港口必须有能起吊整盘电缆的大型浮吊设备。
这种方式适用于盘装、重量轻或长度较短的电缆。
优点是较安全,减少了过缆程序,实施简单;缺点是需要特制巨大的电缆盘和足以起吊的吊装设备,受制约较多,费用较高。
现在的海上海缆敷设工程中很少使用。
3.散装过缆所谓散装过缆,就是在电缆出厂时,通过输送带将电缆盘绕在运输船的船舱中,运输船的船舱必须满足电缆承载、电缆圈绕等技术要求,电缆运输到交接港口后,再将电缆牵引到施工船上,采用散装过缆方式，如果运输船有足够的空间,可以解决缆盘无法盘绕、难以起吊的大长度电缆的运输问题,且电缆在目的港口装运到施工船上时,不受港口条件的限制,这种过揽方式优点是不受码头条件的限制,实施灵活,缺点是技术复杂,需多次过缆作业,操作不慎有可能损伤电缆,需要技术熟练,并有合适的退扭架和布缆机。
这种方式仅在不具备大型海轮通航条件,又无法盘装时使用,而前两种过揽方式都需要有电缆盘。
因此,电缆盘在铺缆过程中是必备的重要的海缆施工设备,而电缆盘的结构及强度设计也是整个铺缆设备的关键。
三、海底电缆铺设退扭方式成品海缆在铺设前,要在外力的作用下,以类似钢丝绳的包装方法盘绕在圆形的电缆盘内,此种绕放方式对恺装海缆一定会产生内在的旋转应力,每盘绕一圈,都有一圈外加的环形扭力发生,这就要求在海缆敷设时采取某种方式将盘放的环形转力逐一解开,防止扭力累积。
现在总的来说有两种方式能够实现海缆敷设前的退扭,一种是抽高式海缆退扭,另一种是旋转式海缆退扭。
1.抽高式海缆退扭现在国内外使用最多就是抽高式海缆退扭,技术比较成熟。
世界海缆安装公司PO&U公司是当今世界技术水平高,设备最先进的公司之一。
该公司有两艘DPZ 船只,两个海缆敷设和维修驳船以及一些先进的安装和埋缆设备。
PO&U公司己经先后在荷兰,瑞典,英国等国的海域成功敷设海缆。
如图1所示为PO&U公司的抽高式海缆退扭方式。
国内的海上电缆敷设工程,例如洞庭湖海上海缆敷设工程,黄海、渤海海上海缆敷设工程使用都是这种抽高式海缆退扭。
图1抽高式海缆退扭抽高式海缆退扭方式的电缆盘是一个托盘的形式。
电缆盘绕逐层进行,盘放方向一般为俯视顺时针方向,如图1.2所示。
盘放顺序遵循先内后外,先下后上的总体原则。
大直径电缆一般先由里圈开始,逐圈盘放至外圈;第二层再由外圈盘放至里圈,如此逐层反复进行。
图2抽高式退扭的电缆盘抽高式海缆退扭方式最重要的部分是退扭架,如图1.2所示。
退扭架为桁架结构,材质为无缝钢管,其强度好,结构稳定,便于安装和拆卸。
退扭架的顶部由3段组成:中间部分为直槽段,安装在桁架结构的身部支架上,两端为弧槽段,与直槽段连接成为一个整体,由于抽高的高度与电缆盘的大小有关,弧槽段用钢绳斜拉在支架上固定(这样可以根据具体情况改变退扭架的高度)。
过缆时,退扭架布置在施工船侧面,见图1.3,顶部的直槽架垂直于施工船船身,析架的一端位于施工船缆盘的垂直上方,另一端延伸至运输船舱的缆盘上方,电缆通过布揽机牵引,从运输船过渡到施工船缆盘中。
图3施工船在过缆时的平面示意图施工船在敷设电缆时,退扭架顶部的直槽析架垂直于施工船船身,顺着施工船头尾中心线布置,桁架的两端位于施工船缆盘的两侧,电缆通过布缆机的牵引从析架顶部过渡到海上。
抽高式海缆退扭方式的主要特点是电缆盘不发生转动,固定到船的甲板上,把海缆抽高到一定的高度,使海缆释放掉盘绕时产生的旋转应力,然后通过布缆机的牵引,将海缆铺设到海底。
其优点是适用于各种型号的海缆敷设,缺点是海缆在退扭架上过渡可能会有所损伤,由于退扭架庞大而笨重,安装和拆卸都很困难,费用也很高,最关键的问题是用此种方法退扭,海缆上必然会有残余的旋转应力,不能实现完全退扭。
2.旋转式海缆退扭旋转式海缆退扭方式的海缆盘是缆轴的形式。
和抽高式海缆退扭相比只有内壁,没有外壁,如图4所示。
旋转式海缆退扭方式的过缆方式主要是工厂码头的直接装运。
海缆从工厂车间中出来通过码头的传送带直接将海缆输送到电缆施工船上的海缆盘上,海缆盘绕逐层进行,盘放顺序遵循蛇形盘放,从里到外的总体原则。
大直径电缆一般先由下开始,逐步向上盘旋,至缆轴顶部,第二层再由上向下盘旋,直至缆轴底部,如此逐层反复进行。
图4旋转式退扭的海缆盘旋转式海缆退扭方式和抽高式海缆退扭方式相比,省去了庞大而笨重的退扭架,节省了动复员费用。
但他的最大特点是,海缆盘的下面装有回转机构,自身带有驱动装置,能够配合布缆机的敷设海缆的速度,调节自身旋转速度,将海缆释放,并且能够实现完全退扭。
此种退扭方式虽能完全退扭,但由于电缆盘大直径较大,重量较重,所以稳定性不好控制。
四、海底电缆铺设转盘系统总体结构1.转盘系统设计指标要求海底电缆铺设转盘系统的主要动作是回转运动,有加速,匀速和减速过程,以实现海底电缆的铺设任务"在整个过程中,要使电缆的铺设速度保持匀速,且实现完全退扭。
根据海洋石油有限公司所提供数据,对海底电缆铺设转盘系统做了一些改进,结合设计目的,制定的具体指标要求如表1所示表1海底电缆铺设转盘系统设计指标要求海缆选用的是英国PIRELLI公司生产的11OkV三芯交联聚乙烯(XLPE)海底电缆,其技术参数如下:最长长度:6400m;海缆导体的截面:3x400mm2,外径:186.2mm;最小盘绕半径:4.75m;允许最大侧压力:14.7kN;允许最大拉力:49KN;堆放时最大允许盘放层数n=21。
海缆盘的缆轴采用75mm,壁厚6mm的钢管制作。
给定的布缆机的给定最大牵引力T=2447.8N,布缆机的输送速度可以在O一30m/min内变化。
2.转盘系统总体结构方案完整的海底电缆铺设转盘系统应包括其机械结构、驱动系统、控制系统等部分。
在设计时,应首先由其用途,充分考虑各个系统之间存在的制约,以实现精确控制,达到系统要求。
海底电缆铺设转盘系统总体结构方案如图5所示。
l.回转减速机 2.小齿轮 3.电缆盘 4.大齿圈 5.大辊子6.小辊子7.轨道8.液压马达图5转盘系统结构简图其工作原理为:电缆盘3与大齿圈4固定在一起;液压马达8工作时带动回转减速机1,回转减速机与小齿轮2连接,小齿轮2与大齿圈相啮合,这样就可以使电缆盘在圆形轨道7上做回转运动。
此系统中,回转驱动装置有相同的三组,同步驱动整个转盘系统。
3.转盘系统回转机构设计根据目前现有的两种退扭形式,本文设计的转盘系统是在抽高式退扭的形式上改造而成的,在电缆盘的底部增加回转支承装置,使电缆盘在放缆的过程中实现自身旋转,这样电缆上的扭劲就会彻底释放掉,实现完全退扭。
这种结构的特点相比旋转式退扭的缆轴的形式是运动平稳。
因此,此系统的关键部分是回转机构的设计。
回转机构是由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成。
在实现回转运动时,为回转支承部分提供稳定、牢固的支承,并将回转部分的载荷传递给固定部分的装置称为回转支承装置;回转驱动装置是驱动回转部分,使其相对固定部分实现回转运动的装置。
3.3.1回转支承装置回转支承又称转盘轴承或特大型轴承,是一切两部分之间需作相对回转运动,又需同时承受径向、轴向和倾覆力矩的机械所必须的重要传力元件。
目前,我国定型生产的回转支承,主要是由徐州回转支承厂的机械工业部部标准。
在这里我们可以参考起重机和挖掘机的一些回转支承结构。
常用的回转支承装置主要有两种形式,一种是柱式回转支承装置,另一种是滚动轴承式回转支承装置。
（1）柱式回转支承柱式回转支承装置又可分为转柱式和定柱式两类。
如图6所示为转柱式回转支承装置的示意图,转柱和海缆盘的缆轴相连,当转柱被驱动装置带动回转时,整个转盘随之跟着做回转运动。
转柱式回转支承装置结构简单,制造方便。
但它的重心较高,使倾覆力矩加大。
适合高度较小的转盘。
图6转柱式回转支承装置的示意图如图7所示为定柱式回转支承装置的示意图。
回转支承装置的外圈设有回转大齿圈,和电缆转盘的缆轴相连,内圈的转柱固定。