[发明专利]电缆组件曲率限制器

说明书

本发明涉及电缆组件曲率限制器，其用于实现电缆组件从本质上的竖直方向在海床上向本质上的水平方向过渡。本发明进一步涉及包括所述电缆组件曲率限制器的离岸设施以及从本质上的竖直方向向本质上的水平方向引导电缆组件的方法，优选是从离岸设施的上部层级悬挂电缆组件的方法。

为了在离岸设施比如风力发电站中的一系列风力涡轮机或钻油平台之间或者在离岸设施与岸上发电站之间提供电连接，使用了海底电缆。海底电缆通常从第一离岸设施的立柱被竖直地引导至海床上或海床下方的本质上水平的路线，然后被竖直地引导至第二离岸设施的立柱。根据它们的特定结构和材料，海底电缆可忍受弯曲高达特定的最小弯曲半径。更剧烈的弯曲可能导致组装在海底电缆中的电缆的损坏。因此，海底电缆通常借助于J形管道机构得到引导，所述J形管道机构限制海底电缆在从竖直向水平过渡的临界点处的弯曲。围绕J形管的下端部由潮汐、水流或波浪引起的海床侵蚀可能导致电缆组件在离岸设施处的固定点与所悬挂电缆组件到达海床处的点之间的距离发生变化。由于该事实，包括可变曲率的曲率限制器被应用来补偿由变化的地平面(或地面层级)引起的海底电缆的路线的几何变化。

包括可变曲率的曲率限制器在EP 1 616 377 B1中公开。从竖直方向被引导向水平方向的海底电缆借助于以下机构被防止发生过度弯曲：所述机构包括数个管节段，其可相对于彼此枢转，达到使得插入管节段中的电缆的弯曲不会下降为低于电缆的最小弯曲半径。

包括可变曲率的第二类型的曲率限制器在EP 2 158 654 B1中公开。它包括：第一J形管，其将海底电缆从竖直方向引导至水平方向；第二刚性管和第三柔性管，两者均在海床上或下方沿本质上的水平方向延伸。第一和第二管借助于铰接元件连接，所述铰接元件允许两根管相对于彼此枢转。该机构允许安装至离岸设施并插入管道机构中的海底电缆被引导至海床上或下方的水平路线，而不暴露于过大的弯曲半径。

在EP 1 616 377 B1中和EP 2 158 654 B1中公开的曲率限制器对配置在它们内的海底电缆提供可靠的保护。然而，由于各种不同部件，装配过程是复杂的。此外，在这些类型的曲率限制器内安装海底电缆的过程是困难且危险的，因为它需要使用潜水者和/或远程操作工具。

因此，本发明的一个目的是提供一种电缆组件曲率限制器，其易于制造，并且其允许在曲率限制器内容易且安全地安装电缆组件的过程。

该目的通过根据权利要求1-12所述的电缆组件曲率限制器、根据权利要求13所述的离岸设施和根据权利要求14所述的方法得到满足。

术语“海底电缆”应理解为重铠装电缆。为了区别于该术语，以下描述使用表达用语“电缆组件”来表示被环绕的软管保护的电缆或仅仅是软管，其中没有插入电缆。作为电缆组件的可能组成部分的电缆被实现来传输任何类型的信号或能量或流体。它可以例如是电力传输电缆，其配置在离岸风力涡轮机的发电机与岸上变电站之间，或者在岸上发电站与离岸钻油平台之间。

在此背景中，表达用语“电缆组件曲率限制器”用于这样的曲率限制器，其可以用于在本质上竖直的支承结构处灵活地安装电缆组件，所述支承结构优选为岸上和/或离岸设施和/或电缆组件保持设备处的支承结构。

“离岸设施”可包括风力涡轮机或钻油平台或任何类型的附属结构，其位于海中或湖泊中。

指标“弯曲半径”与“弯曲角度”一起限定出配置在曲率限制器内的电缆组件的“曲率”。术语“弯曲角度”在此背景中限定出曲率限制器的第一部段的主方向与曲率限制器的最后一个部段的主方向之间的角度。术语“最大弯曲角度”限定出曲率限制器的第一部段的主方向与离开曲率限制器的最后一个部段的电缆组件的极端方向之间的角度，所述极端方向由电缆组件的最小“弯曲半径”确定。