[发明专利]一种海上风电海缆出J型管保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上风电场海缆出J型管保护装置，尤其涉及近海海上风电场海缆出J型管保护装置。

背景技术

随着海上风电场的大规模建设，海底电缆作为电能的传输媒介，其安全可靠性至关重要。在海上风电场中，海缆一般通过固定在风机桩基上的J型管上到风机底座平台，为便于海缆施工穿过J型管，J型管的内径一般是海缆外径的2-2.5倍，而且海缆从J型管尾部出来到与海床接触过渡段处于弧形悬空状态，特别在近海海上风电场，由于洋流、涌、浪较为剧烈，基桩四周易形成冲刷塌陷区，且在洋流冲刷作用下塌陷区越来越大，从而导致海缆悬空段越来越长，易发生海缆过度弯曲，一旦海缆弯曲半径小于其安全工作半径，使用性能将受到影响，同时海缆在长期的洋流作用下，会不断反复摆动，容易发生疲劳损伤，由于J型管内径远大于海缆外径，海缆与J型管也会不断碰擦，也会导致海缆外保护层磨损，最终破坏海缆使用性能。

针对上述问题，目前通常采用的方法有采用抛石或者抛投混泥土包的范式来填埋基桩附件的冲刷塌陷区，但是这些方法施工难度较大，且在洋流长时间冲刷作用下，石料或者混泥土包同样会被冲走，因此需要隔一段时间进行重新填埋加固，因此总体成本较高。还有一种方法是在J管后加一段球墨铸铁保护管进行加固，这种方法对海缆的过弯有一定的保护效果，但是没有考虑到海缆在J型管内的限位，缆仍然能够在J型管内任意摆动，会与J型管碰擦，同时球磨铸铁保护管材料为铸铁，在海水中非常容易腐蚀，一旦发生腐蚀破坏，就起不到保护作用，反而由于其重量大，增加海缆负重，更容易导致悬空段过弯。

发明内容

发明目的：本发明针对目前出J管口海缆的保护措施 ，存在施工难度大，成本高，同时没有有效防止海缆摆动，仍然存在安全风险，长期可靠性低等问题，因此提出了一种新的保护装置，本保护装置有效防止海缆摆动，保护悬空段海缆，防止其过度弯曲，同时对海缆进行埋设，提高海缆整体稳定性，防止海缆随洋流摆动，避免磨损和外物冲击及锚害。

技术方案：本发明所述的一种海上风电海缆出J型管保护装置，在J型管尾部海缆上安装有中心定位保护装置，所述中心定位保护装置抱紧海缆，并且卡于J型管内，且使海缆处于J型管中心位置，所述定位保护装置尾部还连接有弯曲保护装置，所述弯曲保护装置采用关节咬合结构，且通过增加关节数量组成链状，所述弯曲保护装置中心设有通孔，用来穿引海缆。

进一步的，所述中心定位保护装置包括导向锥，锥形圈，定位轴以及连接轴，所述导向锥由对称两部分组成，头部为锥形结构，端面设置环向螺栓孔；所述锥形圈由对称两部分组成，外侧面为锥形结构，端面设置环向通孔；所述定位轴由对称两部分组成，两端设置连接法兰A，外表面设置加强筋，两侧边缘设置侧板，所述侧板上设置螺栓孔，通过螺栓孔利用螺栓连接定位轴对称两部分，并通过螺栓连接导向锥、锥形圈和定位轴；所述连接轴由对称两部分组成，头部设置有连接法兰B，所述连接法兰B与定位轴和锥形圈通过螺栓连接，所述连接轴尾部设置有安装凸起，两侧边缘设置连接侧板，所述连接侧板上设置有螺栓孔，通过螺栓连接连接轴对称两部分。

进一步的，所述定位轴和连接轴对称两部分间设置有安装间隙。

进一步的，所述锥形圈分别设置在定位轴的一侧或两侧，且采用弹性材料制成。

进一步的，所述弯曲保护装置包括至少两节弯曲限制器模块相互咬合组成的链状结构，每节弯曲限制器模块由两块对称结构单元通过螺栓锁紧连接，并通过定位销定位，所述对称结构单元包括依次连接的头部、颈部和尾部三部分，所述头部设置为凸环结构，所述尾部内侧设置为凹槽结构，所述凸环结构与所述凹槽结构相互咬合连接，所述对称结构单元的中心设有供海缆穿过的通孔，所述对称结构单元的侧面对称位置设置有螺栓孔，侧面靠边缘位置对称设置定位销孔。

进一步的，所述限制器模块的壳体采用发泡高分子材料制造而成，且外层还喷涂有聚脲涂层。

进一步的，所述通孔的直径稍大于海缆的直径。

进一步的，所述弯曲保护装置从中心定位保护装置一直过渡到基桩四周塌陷区的后方，且对弯曲保护装置的尾部处海缆进行挖沟埋设。

有益效果：本发明专利有效解决了海缆出J管后保护，能够限制海缆在J管内摆动，防止悬空段海缆过度弯曲，避免洋流冲刷磨损和外物冲击及锚害，所有安装都在施工船上完成，安装简单，施工方面，安装到位后，不需要后期维护，大大降低了施工成本和后期维护成本，同时所有材料都采用耐海水腐蚀材料，大大提高了此方法的安全可靠性和长期有效性。

附图说明