水底电力电缆的故障探测和修复技术研究「北大青鸟探测故障」

今天带来水底电力电缆的故障探测和修复技术研究「北大青鸟探测故障」，关于水底电力电缆的故障探测和修复技术研究「北大青鸟探测故障」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

一、水底电缆故障分析和探测

1．水底电缆故障的成因

水底电缆的故障大部分是由于机械原因造成的，主要有船舶随意抛锚后发生走锚又强行起锚勾坏电缆和渔业捕捞时的张网、插网及撑篙损坏电缆；电缆生产厂造成的电缆内部缺陷等质量问题也时有发生；另外一小部分是由于水底电缆受自然环境的影响，如水流的冲击产生震动以及与岩、土发生摩擦，海水腐蚀及水污染造成有害物质的侵蚀；电缆运行时所发生的电化学腐蚀损坏亦有可能使电缆产生故障。

探测和修理水底电缆故障是一件耗费大量人力、财力和时间的工作。因此，必须尽可能地采取措施防止故障的发生以及一旦发生故障能及时修复损坏的电缆。除了采取电缆的保护措施外（诸如盖板、关节套管、埋深等），应在电缆敷设的二端设有明显的警告标志，甚至设全天候了望台，及早向有关部门申请颁布航道图或海图，在这些图上标出电缆位置；妥善保存电缆的施工档案，为一旦发生故障，在资料分析后找出故障位置。购置电缆时应考虑向制造厂订购适当数量的水底电缆修理接头材料和备用电缆。必须指出，水底电缆发生故障后，如果护层破损进水，水会很快沿着护套、绝缘和线芯流动，扩大故障范围，甚至造成整个线路报废。因此，水底电缆的故障探测和修复应该越快越好。同时，一根设计完善的水底电缆应该有纵向阻水措施（见本章第一节），以减缓水底电缆进水后故障扩大的速度。

对充油油浸纸绝缘的电缆发生故障后，应密切注意观察油压的变化，发现有渗油、漏油现象发生时，则应及时补充，使电缆油压维持在允许压力范围内，同时抓紧时间抢修。

2．水底电缆故障点的检测

（1）绝缘电阻比较法。用电桥分别测量各相的绝缘电阻数值，比较后很容易找出其故障相。通过计算亦能大致得出故障相电缆的故障点所在位置。

（2）耐压试验法。通过直流高压发生器对电缆各相进行耐压试验，能很快确定故障相和大概推断故障受损情况，但故障点的位置无法得出。

（3）示波器法。用电缆故障测距仪，读取故障相上故障点的波形及其位置，可直接读出故障的确切位置。受仪器量程的限制，长度超过10km的电缆可由二端分别读取，观察其位置吻合情况。

（4）声波测试。采用电容方法对电缆进行脉冲放电，一人持听棒沿故障相电缆搜寻，亦可将听棒水密后放在水中，用小艇沿路由移动，根据声响大小来判断故障点位置。

上述检测设备可根据需要，配合使用。

二、故障段电缆的打捞

1．故障点位置的确认

故障点在电缆上的位置确认一般由检测仪测量后得出，它反映的是故障点距电缆端头的长度位置，由于电缆敷设时存在余量、偏移轴线量等问题，不能简单地认为故障点位置就是敷设路由距登陆点的位置，需要查阅和对照该电缆施工时所记录的参数来确定故障点的水面位置。根据故障检测得出故障点距电缆端头的距离，该距离也就是敷设或敷埋作业中所记录的缆长，可在敷设施工参数记录表或者敷埋施工参数记录表上找出与缆长相对应的有关参数，就能快捷地得出故障点在水面上的位置。

2．故障段电缆的打捞方法

（1）浅水段故障点的打捞。在水深小于5m，流速小于0．5m／s和距岸1km以内的故障点打捞较为简单，其方法有如下几种：

1）水面搜寻法。在浅滩处，由人工将电缆打捞并搁置在小船上，小船的首尾两端设有简单的弧形槽，以保持搁置在上面电缆的弯曲半径，如图3－28所示。小船用卷扬机绞锚缆或推进器慢慢地前进。同时，用人力将电缆从小船首部由水面牵引至尾部人水。电缆在牵引移动过程中，仔细查看电缆外表的情况。一般认为如电缆外表有明显的外伤存在，诸如铠装钢丝拱起，或防腐层很大范围脱落、撕裂和折痕，就是故障点所在。如不能确定，则可测量小船的位置是否和确认故障点位置吻合，或者用脉冲放电，进行声波测定。

2）就地打捞法。打捞船经测量定位，锚泊在故障点水面位置，潜水员下水沿电缆搜寻至电缆破损处，用吊杆将其吊出水面搁置在船上。最后用本章第六节第一、2条所述方法认定故障点。

（2）中间水域电缆故障点的打捞有如下几种方法：

1）就地打捞法。水深50m左右且未经埋设的电缆，可采用潜水员就地打捞法，其作业方法基本与本节第二、2、（1）条所示的方法相同，不同的是将电缆打捞出水面时，由于水深较深，水下电缆的重量较大，为防止起重时其余部分电缆受力过大而损坏，吊杆在起重时，其吊力应先作用在一钢质横杆上，然后由横杆通过棕绳和电缆绑扎在一起，使吊点力均匀分散至各个点上。缓慢进行起吊作业，甚至可利用潮位、波浪，使二侧的电缆在这些力的作用下，慢慢与水底地质脱离。最后将其搁置在甲板上弧形槽内，通过沿电缆轴线移动船位和布缆机牵引电缆的方法，找到确认故障点。

2）锚勾法就地打捞。对于水深大于50m，且未经埋设的电缆，可采取锚勾法就地打捞。其方法为：打捞船测量定位后，锚泊在电缆故障点水面位置左右一定距离（一般为水深的3倍以上）。小船在打捞船的另一侧同样距离内，将带有四爪的铁锚抛入水中，锚缆则绕在打捞船卷扬机上，启动卷扬机，四爪锚切入水底走锚，勾住电缆后，锚缆受力崩紧。然后打捞船移至故障点垂直上方水面，将电缆勾起。当电缆被勾起至水面高度小于50m时，潜水员沿吊索下水确认和进一步找到其损害部分，重新布置吊索和横杆将缆吊出水面。有时因电缆敷设余量太小，难以吊出水面，则可由潜水员用水下液压切割机将电缆切割后取出。

3）回收打捞法。当电缆故障点发生在水深80m以上，潜水员和常规打捞设备难以实现，且电缆也无法承受打捞时所产生的机械力，可采用回收打捞法。打捞船在浅水区将电缆打捞出水，并将其切割，近岸段电缆封头后挂上浮筒扔在水中，靠故障点一侧的电缆封头后绕在鼓轮式牵引机上。打捞船启动绞车移船，牵引机则将水中的电缆打捞至甲板，再由人工将打捞上的电缆盘人缆舱或呈“8”字状盘在甲板上，最终将故障点找到。

4）被深埋后的电缆打捞。打捞船测量定位，锚泊在故障点水面位置上，潜水员持高压水枪结合空气吸泥装置与路由呈90°横向冲、吸泥土，直至找到电缆。再沿着路由冲吸使露出的电缆长度约为水深的2倍。然后潜水员持水下液压剪将电缆切割成二段，如图3－32所示。由水面配合快速将二个端头打捞出水。用本章节第一、2条所述方法确认故障点位置在哪一端以及距离多少，将确认后电气性能合格的一端电缆封头，套上网套和浮标抛于水中。另一端则用吊杆吊住继续冲、吸泥，并打捞电缆至甲板，直至发现故障点。

三、故障段电缆的修复技术

排除水底电缆故障点一般的方法是切除电缆的故障点，重新接上一段完好的电缆。这时，需要制作两个修理接头，两个修理接头间的距离至少应大于水深的1．2倍。这些接头的材料及工艺由制造厂提供。接头的制作必须由有经验的接头工操作。故障段电缆修复的主要工序如下。

1．电缆故障点的切割

切割在打捞船上进行。切割前确认电缆二端是否被牢固可靠地绑扎固定在二舷的弧形架内，防止切割后，电缆因自重而滑人水中。切割工作由外向内人工进行，先逐一用大力钳将撬出的粗钢丝铠装逐一剪断，并分别向两侧扳开，为防止钢丝散开，两侧应用铁丝将电缆扎住。最后用锯切割电缆的铅包、绝缘和导体，使电缆分成两段。切下的故障段电缆应妥善保管，供解剖查明故障成因。必须指出，切割张力很大的电缆是一件危险的工作。除了采取可靠绑扎措施保护人员外，还要防止铠装钢丝剪断后，所有的张力将作用在电缆的铅包和导体上，极有可能是使其内部发生断裂，形成新的故障。因此，在切割电缆作业时，最好先剪断外层2至3根铠装钢丝，然后用尖头凿凿断电缆内部结构，使铅包、芯线等不受张力，然后剪去全部铠装。

2．制作修理接头

将置于打捞船上的一端电缆做封头后套上网套，栓上钢绳放于水中（钢绳的一端可绕在卷扬机上）。沿轴线向另一侧移动船位，使另一端电缆进入甲板，其长度满足接头和操作要求。将备用电缆从盘内拉出与两端电缆连接（制作两个修理接头）。修理接头的绝缘结构与陆上电缆的中间接头相同，接头的外壳有加强铠装和防腐蚀保护。修理接头是由制造厂提供的，制作时必须严格按照安装说明书操作。

四、修理后电缆的沉放和埋深

1．修理接头的沉放

修理接头沉放的作业顺序按接头顺序进行。即第一个接头完成后，沉放第一个接头，和一段备用缆的敷设；然后待第二个接头完成，且通过电缆的电气性能试验后，再将其沉放。由于接头的存在，使电缆在长度方向钢性不可能一致，在沉放中要采取切实可行措施保护接头两端电缆的弯曲半径，防止接头受到外力而损坏。

（1）第一只接头的沉放。先在接头上固定牵引耳攀，栓上棕绳，人力将接头托住。用履带布缆机控制电缆人水角度、速度，进行接头及其电缆的敷设。当修理接头接近布缆机入口时，因接头较粗无法通过，则必须将电缆从布缆机内取出，此时布缆机出口处由人工用木撬杆或闸瓦式刹车将电缆刹住，接头上的牵引绳绕在缆桩上，然后迅速打开上下履带，取出电缆，边松牵引绳边人工抬住接头，将其缓缓送出弧形架后，再将备用电缆置人布缆机，边施放电缆边移动船位。最后拆除接头耳攀上的牵引绳，使接头平稳地躺人海底。备用电缆可根据接缆长度，呈“8”字形盘绕在甲板上或放置在缆舱内。

（2）第二只接头的沉放。在接头和接头两端的电缆上固定四只耳攀或吊点，耳攀和吊点设置应考虑在水面上由潜水员配合能方便地解掉。用钢质横杆与电缆及其接头用棕绳连接，各点棕绳的长度控制在使电缆有一个合适的弯曲半径，横杆上部吊点与吊索连接。在甲板上试吊，观察电缆及其接头形态、受力是否良好，进一步调整棕绳长度，使之良好。然后将其吊起，跨过两侧弧形架，悬吊在水面上。打捞船向水流流向一侧移船，使电缆稍受张力，并慢慢将电缆及其接头放入水中，使电缆和接头呈“Ω”状躺在水底。

2．接头部分埋深

接头和补充电缆的埋深只能用潜水员持高压水枪或空气吸泥装置进行。最大埋深1．5m。修理工作完成后，有关修理内容，诸如故障点位置、数量等情况，水底接头位置，所耗备用电缆长度及电气性能试验报告等应详细记录并归档保存。