[实用新型]海上风电场集电海缆出I/J型管后的保护结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及近海、潮间带海上风电场集电海缆出I/J型管后的保护结构。

背景技术

海上风电是一种重要的清洁能源，由于其具有风速较高、风频稳定、切变小、资源丰富、不占土地、适宜大规模开发等特点，且海上风电靠近经济发达地区，距离电力负荷中心近，电力消纳能力强，不存在接入和限电问题等优点，近年来不断的规模化发展。

海底海缆是海上风电场风机与风机之间联网送电以及风场向大陆电网输电的重要设备。风场内集电海缆出I/J型管后，通过冲埋方式埋入海床面以下，在J型管出口与埋入海床下这一段海缆往往是悬空的，并且随着海水长期的冲刷作用，海缆悬空段会越来越长，在洋流、涌、浪作用下悬空段的海缆长期处于摆动状态。除了风场内集电海缆出I/J型管处海缆悬空问题外，风电场中的主海缆或者集电海缆由于路径地质原因、局部水流原因、拖锚原因以及其他原因，也会导致海缆在长期运行后发生局部段的悬空造成海缆长期处于摆动问题。悬空段的海缆长期处于摆动状态会对海底海缆的使用寿命会产生很大的影响，严重的会造成J型管固定端连接点疲劳断裂，海缆与J型管出口处钢结构的长期摩擦也造成海缆磨损最终导致海缆断裂。目前在国内外海上风电场工程故障70％与海缆破坏有着直接或间接的关系。

传统技术中，主要提出了三种解决以上问题的方案：(1)将I/J型管出口位置设置于海床面以下一定深度(埋深根据具体条件计算分析确定)，使海缆不漏出原始海床面，即提前考虑了海床的冲刷预留深度，但是采用这种深埋法施工十分不便；(2)或者在海缆出I/J形管后，采用抛水泥沙袋或者抛石的方案进行防冲刷，但此方案由于环保要求往往很难实施；(3)或者采用专用的柔性多节保护管装置对海缆进行保护，但此套装置成本非常高。

实用新型内容

基于此，针对上述的问题，本实用新型提出一种海上风电场集电海缆出基础I/J型管的保护结构，解决了海缆悬空无防护的问题，同时还解决了传统技术中采用深埋法施工不便以及二次掏刷问题，沙袋压载固定不牢固以及二次掏刷问题，柔性保护管方案价格昂贵问题。

其技术方案如下：

一种海上风电场集电海缆出I/J型管后的保护结构，包括设置于悬空段海缆下方的混凝土密封膜袋，所述混凝土密封膜袋中灌设有混凝土；设置于所述混凝土密封膜袋侧面的灌浆孔，以及多个并排设置于所述混凝土密封膜袋顶部的海缆固定扣。

通过将混凝土密封膜袋设置在悬空段海缆下方，并在混凝土密封膜袋侧面设置灌浆孔，可通过该灌浆孔往混凝土密封膜袋中灌设混凝土浆料，将悬空段海缆支撑起来，使悬空段海缆不再悬空。另外，通过在混凝土密封膜袋上设置海缆固定扣，可将海缆固定于混凝土密封膜袋上。从而实现对悬空段海缆的支撑和固定，避免海缆悬空而发生摆动。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述混凝土密封膜袋设置为单层或多层，且所述混凝土密封膜袋采用致密耐磨有弹性的材质制作。根据需要，可在悬空段海缆下设置单层或多次的混凝土密封膜袋，可更好地实现对悬空段海缆的支撑和固定。另外，选用采用致密耐磨有弹性的材质制作混凝土密封膜袋，可使混凝土密封膜袋防水性能扩张性能好，而且耐磨不易破损，使灌浆顺利可靠。

进一步地，所述灌浆孔设置于所述混凝土密封膜袋侧面中心位置处，且所述灌浆孔具有自密封性。将灌浆孔设置在中心位置，可使浆料在混凝土密封膜袋中均匀流动成型。另外，灌浆孔具有自密封性，需要一段灌浆压力才能灌注，不会使海水进入，影响混凝土灌浆成型过程。

进一步地，所述海缆固定扣设置为环形扣状，且所述海缆固定扣采用高强度尼龙带制作。将海缆固定扣设置为环形扣状，可将海缆穿设在环形海缆固定扣中心，能在两个方向上对海缆进行约束，使海缆固定可靠。

本实用新型具有如下突出的优点：

1、可以实现悬空段海缆的保护和受力传递作用，从根本上解决了该段海缆悬空无防护的问题，同时还解决了传统技术中采用深埋法施工不便以及二次掏刷问题，沙袋压载固定不牢固以及二次掏刷问题，以及柔性保护管方案价格昂贵问题。

2、另外，还从根本上解决了海底电缆与J形管喇叭口边缘磨损问题以及后续二次冲刷再修复问题，使海缆的使用寿命得到了很大的提升，确保了海上风电场运行的可靠性与安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述海上风电场集电海缆出基础I/J型管处的海缆冲刷悬空的示意图；

图2是本实用新型实施例中对所述海上风电场集电海缆出基础I/J型管处悬空段海缆进行支撑固定的示意图；