光纤复合海底电力电缆敷设

摘要：光纤复合低压电缆是电网建设中的重要线缆之一。随着国家智能电网的迅猛发展，OPLC将在电网建设中得到广泛的应用。文章介绍了光纤复合电缆现场的敷设及安装工艺。

关键词：光纤复合；海底电力；电缆敷设

中图分类号：U285.16 文献标识码： A

1.工程概述

本工程为台山核电项目的的光纤复合海底电力电缆敷设安装。光纤复合海底电力电缆的敷设长度为4.65公里，敷设起点位于大陆腰古咀竖井，终端位于大襟岛盾构竖井，隧道内采用直线形式敷设。

2.光纤复合海底电力电缆敷设路线示意图

3.电缆退扭架的介绍

本工程电缆长度将近5KM，整盘电缆重约5T，电缆盘无法转动，这就需要对电缆进行退扭，因此退扭架的制作安装是本工程的关键；经过现场情况综合考虑，拟采用架子管搭设一个高14米、宽7米、长20米的斜平台作为电缆退扭架；（如上右图）

4.主要施工设备布置

为减少电缆牵引的摩擦力，在电缆牵引的路径上布设滑轮，滑轮间距5m。为减小电缆通过拐弯处的侧压力，和确保电缆的弯曲半径，在大襟岛竖井处的地面和底部、腰古咀竖井的地面上设置弧形溜槽。

4.1弧形溜槽：在电缆转向处需设置弧形溜槽，溜槽有二种形式，一种为钢板弯卷制成，另一种则由多个滑轮组成，其目的为牵引施工时增加和减小摩擦力，防止电缆因弯曲半径过小导致损伤。

4.2牵引绞车：采用牵引绞车牵引的方式将电缆从大陆侧牵引至岛侧。牵引绞车采用5t和8t电动绞车。5t绞车设置于腰古咀侧竖井地面，8t绞车设置在腰古咀侧竖井底部。绞车与地基预埋件或其它设施可靠固定，防止牵引电缆时因牵引绞车移动造成事故。布设完成后在电缆路径全程布放牵引钢缆（∮28mm）并与绞车联接。

4.3布缆机：因电缆牵引长度较长，牵引力较大。采用布缆机布缆可最大程度地降低电缆头部的牵引力。本次施工分别在电缆退扭平台、陆侧竖井入口处设置一台履带布缆机。

4.4滑轮：为使牵引拉力最小，电缆牵引作业时，在电缆下方需放置滑轮，滑轮有滚动轴承和滑动轴承二种形式。滑动轴承的滑轮竖井边缘，滚动轴承的滑轮用于布置在隧道内部。滑轮的布放间距为5米。

5.电缆敷设、安装

电缆自重、长度、以及敷设环境中存在的障碍物、地形变化、转角越多，敷设过程中电缆的牵引力和侧压力也将增大，施工难度随之提高，因此电缆敷设过程中降低阻力，控制电缆敷设时的牵引力和侧压力是本工程施工的关键问题。

5.1电缆施工参数

电缆敷设时允许弯曲半径不小于1150mm，运行时允许弯曲半径950mm；

电缆空气中重量21t/km；导体允许最大拉力计算；

依据公式：

可以算得：导体允许最大拉力Tc＝25.2kN；允许侧压力计算（根据试验验证）

海缆允许侧压力Pm＝20000N/m； 最大允许拖拽力（作用于铠装钢丝层）

依据公式

其中：电缆钢丝的安全系数NC＝0.25

可以算得：最大允许拖拽力P≥96.2 kN最大的破断拉力P≥377.0kN。

由上述计算参数得知，电缆敷设过程中，电缆任何一处所承受的最大侧压力不能大于20000N/m，最大牵引力不能大于96.2 kN，电缆敷设时弯曲半径不小于1150mm。

5.2电缆敷设

电缆托盘内电缆头安装防捻器与布放的牵引钢缆连接，通过退扭架、弧形溜槽、计米器等装置向大襟岛输送，同时启动大襟岛竖井侧5t绞磨机及路径中布置的电缆敷设机，进行电缆牵引敷设。敷设时施工人员合理布局，由指挥人员统一指挥，保证绞磨机与敷设机同步，敷设速度不宜超过10m/min。施工路径按牵引段分为A、B、C、D、E、F六段，其中F段施工待A至E段牵引敷设完成后进行（见路径敷设图）。

A段位于电缆敷设机1至电缆敷设机2之间，即电缆托盘边至腰古咀侧竖井弧形溜槽入口处的陆上段，距离约为60m。电缆牵引路径上每隔2m布置滑动托轮，人员分段巡视，监护电缆牵引敷设（见A段敷设图）。根据表一计算，A段的电缆敷设牵引力为1.26kN。

B段为腰古咀竖井上的弧形溜槽进口至出口段。弧形溜槽固定于腰古咀竖井口，出口位于隧道口的正上方，溜槽半径2.5m（见B、C、D段敷设图）。电缆牵引敷设通过弧形溜槽时，为滑动摩擦，根据表一计算，B段的电缆敷设牵引力为2.07kN。

C段井壁垂直段，即腰古竖井上弧形溜槽出口至井底隧道处的弧形溜槽进口段，该段垂直距离25m。竖井上弧形溜槽出口与井底隧道处的弧形溜槽进口在一条垂直直线，电缆敷设牵引方向垂直向下与重力方向相同，同时电缆对竖井上方弧形溜槽产生侧压力。

侧压力计算公式：P=T/R，T为电缆牵引力，R为电缆弯曲半径。

根据表一计算，C段的电缆敷设牵引力为-5.25kN，作用在竖井上弧形溜槽的电缆侧压力为1580N/m。

由此可见施工中电缆弯曲半径越大，所受侧压力越小，也就是弧形溜槽半径达到2m以上才能确保电缆所受侧压力在允许值之内。为避免因C段电缆自重大于A段牵引阻力，在A段设置两台拉力8KN电缆敷设机，确保电缆在以额定输送速度敷设时，D段总的牵引力为0。为防止电缆与竖井壁摩擦，必要时应设置波纹管，电缆从波纹管中穿过。

D段为竖井底部弧形溜槽进口至出口段。弧形溜槽半径2.5m，固定于竖井底部，位于隧道中轴线，溜槽设置滚动轴承托轮（见B、C、D段敷设图）。根据表一计算，D段的电缆敷设牵引力为-3.16kN。此时#1、#2敷设机共承受3.16KN反向拉力。

E段为腰古咀竖井底部弧形溜槽出口至5t绞磨机段，即隧道腰古咀进口至隧道大襟岛出口，距离约为4400m。

电缆敷设路径上每隔2m布置滚动滑轮，该段为0.3°下坡路段，牵引施工过程中，电缆受滚动摩擦和下坡造成的动力。根据表一计算，E段的电缆敷设牵引力为46.0 kN，为保证电缆网套连接器承受的拉力不大于40KN，在E段起端每隔100米设置一台5KN电缆敷设机，共15台。隧道内施工人员持对讲机分段监护电缆牵引敷设施工，由指挥人员统一指挥。为防止遂道内氧气过量消耗，减少人员排列的时间，施工人员应根据敷设情况逐步进入遂道内，并不间断地测量遂道内氧气含量。

F段为大襟岛竖井底部至地面，高度47m。电缆牵引至E段终点后，解除#1绞磨机牵引钢丝绳，安装#2绞磨机钢丝绳。在离电缆端头130米处装设网套和#1绞磨机牵引钢丝绳，同时开启两台绞磨机，将电缆敷设至地面，地面预留长度约75m。

表一电缆牵引力计算

6.结语

本文主要对光纤复合电缆的敷设、工艺以及进行了探讨，由于电力电缆与光纤单元结构的多样性、复杂性。在敷设过程中电缆本身的质量需得到保证，因此电缆敷设过程的控制及工机具的选择对本工程电缆安装是比较重要的。

参考文献 ：

GB_50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范