海底電纜的故障檢測及修復工藝探討

摘 要：文章旨在對海底電纜的故障檢測方法以及修復工藝做出研究，分析了故障產生的原因，提出了故障的類型，并以XLPE這一類型的電纜為例，詳細探討了海底電纜的修復工藝、海底電纜的連接方法、海底電纜修復之后的檢測方法。

關鍵詞：海底電纜；故障檢測；修復工藝

1 海底電纜故障發生的原因及類型

1.1 海底電纜故障發生的原因

從造成海底電纜發生故障的原因來看，其實是多種多樣的，從海底電纜自身來講，其所采用的材料，制造工藝，在敷設的時候沒有按照規范等，都會最終對電纜運行產生不利的影響，從而一系列受電、受熱的問題造成電纜老化過快，最終嚴重影響了電纜的使用性能。在長期的實踐中，經過了不斷地運行試驗之后，我們基本上可以確定，造成海底電纜發生故障的絕大多數原因都是受到外力的影響，在外力的作用下，致使電纜受損。當然，也存在海底生物對電纜造成的局部腐蝕問題等。需要指出的是，這里所說的外力作用，主要包括了拋錨、擠壓、拉拽、摩擦、地殼運動以及由于潮汐能而造成的電纜移位等等。

1.2 海底電纜故障的類型

從故障出現的主要部位來看，主要包括了三種，第一種是線芯短線故障；第二種是主絕緣故障；第三種是保護層故障。從故障發生的性質來看，主要包括了兩種，第一種是低阻故障；第二種是高阻故障。需要指出的是，對于低阻故障來講，它所指的是故障點的絕緣電阻降低至這一電纜自身的直流電阻的值，最低限度可以降低至0，這種類型的故障我們也稱其為短路故障。對于高阻故障來講，毫無疑問，它所指的是故障點的直流電阻和這一電纜自身的直流電阻值相比較起來，更高，由此產生的故障就是高阻故障。從高阻故障的類型來看，主要包括了斷路故障、高阻泄露故障以及閃絡性的故障等等。

2 海底電纜的故障檢測

我們在對海底電纜實施故障檢測的時候，必須要通過三步來實現，第一步，故障診斷；第二步，預定位；第三步，精確的定位。具體來講，在有故障產生之后，首先需要做的就是要采用測絕緣電阻的方式，來對故障所屬的性質做出診斷。在這之后，結合故障的基本類型，有針對性的采用與之相對應的方式實施故障檢測。

3 海底電纜的修復方法

3.1 海底電纜的修復工藝

對于海底電纜來講，其類型也是多種多樣的，不同的電纜類型所使用的工藝方式當然也是不一樣的，在本文的研究當中，我們只針對XLPE這一類型的電纜來進行研究。同時需要注意的是，海底電纜的修復工作都是需要在船上來操作的，所以，對風速以及海浪都有要求，通常風速應該小于等于5級，海浪應該小于等于0.5米。在這樣的情況下，我們在對XLPE電纜進行修復的時候，其工藝順序應該是：在電纜有故障產生的時候，第一步，需要對故障點做出正確的定位；第二步，把故障電纜找出來；第三步，為故障電纜裝上浮標；第四步，由潛水員來針對故障做出探查；第五步，在探查的基礎上，潛水員進行電腦的切割，并對電纜標號，即1號電纜以及2號電纜；第六步，在電纜的切割處把防水組件安裝好；第七步，先把1號電纜拉至修理船甲板上面，并對故障做出驗證，在此基礎上，把故障點以及損壞點還有進水的部分都予以切除掉，之后，再把1號電纜和浮標一起放回到海底；第八步，同樣的把2號電纜也拉至修理船的甲板上面，并對故障做出驗證，在此基礎上，把故障點以及損壞點還有進水的部分都予以切除掉，同時，把防水密封工作做好后，針對剩余的電纜做出測量，并在電纜的末端把放水的工作做好，最終就可以把2號電纜和浮標一起放回至海底；第九步，針對備用電纜，進行長度的計算，再將2號電纜拉至修理船的甲板上面，將其和備用電纜進行連接，等到連接好之后，、再把1號電纜也拉上修理船的甲板上面，并將其和備用電纜進行連接，最終全部將其放回至海底；第十步，等到所有工作做完之后，實行最終的測試。

3.2 海底電纜的連接方法

從海底電纜的連接方式來看，主要包括了十三步：第一，由潛水員在水下，把發生故障的海纜鋸斷后，把浮標拴上，浮標和電纜之間在進行連接的時候，我們所采用的鋼絲繩應該大于等于10毫米，同時將其拼接牢靠。第二，由潛水員使用高壓水槍沿著海纜的走向，從海底泥沙中，把海纜沖出來，海纜需要沖出的長度應該按照水的深度，按照電纜能夠彎曲的半徑，按照故障點等來進行。第三，利用電纜故障點的浮調，來把故障海纜調出去，將其在作業臺上面做好固定。第四，在距離故障點1米的地方，把故障的電纜切除掉，使用規格為2500V兆歐表，來把電纜的絕緣測量出來。如果所測出來的電纜絕緣要比200兆歐小的話，那應該繼續切除，一直切除到這一值高于200兆歐為止。第五，在工作架上面，把即將要實施對接的海纜固定好。第六，把海纜保護鋼鎧撥剝開，一直到鋼絲回返均勻的把點老護卡緊固部分的錐心包住為止，之后將其緊扣住外套。第七，把緩沖尼龍袋曲調，并把纏繞于海纜線芯上面的屏蔽袋予以松開，之后把兩端電纜，把三條芯線予以錯開，錯開的距離應該在25厘米至30厘米之間，確定好這一位置之后將其據掉。需要注意的是，對于兩邊的海纜來講，必須要是一樣的，其根本目的就是要使得對接之后的三個接口的位置可以保持在相互交錯的關系，這樣一來，就不會出現一大塊的問題，最終使得過熱故障得到避免。第八，潛水員應該使用無水的酒精來把手洗干凈，在這之后，把20厘米的半導層剝除，把5厘米的絕緣層剝除。再使用砂紙將其磨平，把線芯的氧化層予以清楚，最終使用無水酒精將其洗干凈，等到保證沒有雜質之后，就可以把絕緣帶纏繞好。第九，把兩邊對接的線芯穿入至壓接管，對其實行壓接，等到全部把三相線芯壓接完畢之后，再使用無水酒精清洗。第十，這一步需要做的就是進行絕緣帶的纏繞，具體來講，就是在離半導層5厘米的位置，使用高壓防水絕緣膠帶，來進行纏繞，一直纏繞20層至25層左右，在這之后，纏繞高壓絕緣聚氟乙烯絕緣白膠帶，總共纏繞20層左右，再用聚富乙烯膠帶進行纏繞，總共纏繞10層至15層左右，最后再用玻璃絲白粘帶進行纏繞，總共纏繞8層至10層左右。第十一，需要做的就是把電纜屏蔽帶恢復好，同時，通過錫焊接的方式，來把接合處焊接好。第十二，需要做的就是電纜護卡的安裝，并把所有的螺栓都緊固牢。第十三，將溫度在50攝氏度的瀝青，由護卡天窗處進行澆注，等到瀝青在電纜護卡中全部充滿之后停止。其根本目的就是要促使接頭處的絕緣強度得到有效提升，促使其防腐能力得到提高。

3.3 海底電纜修復之后的檢測方法

等到電纜接頭全部制作好之后，需要做的就是，先運用兆歐表，來把三項絕緣的數值測量出來，所測得值的范圍應該在1000兆歐以上。在這之后，就進入到直流耐壓試驗過程中，在15千伏之下，進行10分鐘的穩壓測試，如果在這一過程中，漏電的電流低于75毫安至80毫安之間，就代表了這一電纜是合格的。

參考文獻

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作者簡介：朱曉光（1987，8-），男，江蘇南通人，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向：海纜技術。