瓊州海峽500kV海底電纜海底腐蝕環境研究

吳聰，顏才升，郭強，張維佳，蔡馳

（中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局?？诜志郑Ｄ??？?570105）

瓊州海峽500kV海底電纜海底腐蝕環境研究

吳聰，顏才升，郭強，張維佳，蔡馳

（中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司廣州局?？诜志?，海南 海口 570105）

海南聯網工程是我國第一個超高壓、長距離、大容量的跨海聯網工程，也是世界上繼加拿大溫哥華島聯網項目之后的第二個同類工程。海南聯網系統包括500kV福山變電站、500kV林詩島海底電纜終端站、500kV南嶺海底電纜終端站、500kV徐聞海底電纜高抗站、500kV福港線架空線路、500kV福港線海底電纜。其中，福港線海底電纜長度為世界第二、亞洲第一，同時也是國內電壓等級最高、技術最復雜、運行維護難度最大的海底電纜。由于海底電纜長期埋設在海底，海底沉積物可能會對海底電纜電纜產生緩慢的腐蝕行為。為了解海底電纜的腐蝕環境信息，本研究通過對海底電纜路由進行海底沉積物采樣，分析研究海底沉積物中的腐蝕因子，獲取海底電纜路由海底腐蝕環境。

瓊州海峽；500kV海底電纜；海底腐蝕環境

1 海底沉積物采樣

瓊州海峽海底電纜路由北起廣東省徐聞縣南嶺村，穿過瓊州海峽，到達海南省澄邁縣林詩村，全長31公里，路由的位置和走向見圖1中紅線所示。本研究將海底電纜路由分成A、B、C3個區域，其中A區為海底電纜路由北段約20m等深線以淺海域(寬度＜10km），該區布設17個現場采樣站位；B區為瓊州海峽深槽區，水深普遍大于20m（寬度＞15km），該區主要通過收集已有歷史資料，不布設現場采樣點，數據收集站位布設8個；C區為海底電纜路由南段20m以淺海域（寬度＜2km），該區布設8個采樣站位。現場采樣站位通過采樣工具對海底沉積物進行取樣。采樣站位示意圖見圖2。

圖1 海底電纜路由位置示意圖

圖2 海底電纜路由采樣點位置示意圖

2 腐蝕因子采集分析

2.1 現場采樣點腐蝕因子

根據不同海洋環境要素可能對海底電纜進行腐蝕破壞的程度，本研究通過現場和實驗室分數據采集，獲取以下現場采樣點腐蝕因子要素數據：泥溫、pH、氧化還原電位、鹽度、硫化物、TOC、Fe3+/ Fe2+、碳酸鹽、硫酸鹽還原菌、硫酸鹽。各環境要素所依據的監測標準和方法如表1。

3 數據分析

3.1 沉積物數據分析（圖3）

圖3 沉積物泥溫變化趨勢圖

表1 沉積物環境要素監測所依據的標準和方法

（1）泥溫。隨海泥深度增加、泥溫呈降低趨勢，深水區泥溫低、徐聞近岸和?？诮兜哪鄿剌^高，總體上體現與水深呈負相關。

（2）pH值。徐聞近岸灘涂區域泥深越深pH值越高，徐聞近岸淺水區1.0米泥深處pH值很低、低于8，深水區規律不明顯（圖4）。

圖4 沉積物pH值變化趨勢圖

圖5 沉積物氧化還原電位變化趨勢圖

圖6 沉積物鹽度變化趨勢圖

（3）氧化還原電位（Eh/mV）。氧化還原電位整體上體現徐聞端海泥高、?？诙撕Ｄ嗟?，泥深增加，氧化還原電位增加（圖5）。

（4）鹽度。隨泥深增加鹽度迅速下降，0.5米深和1.0米深海泥中的含鹽量是徐聞端較高（圖6）。

圖7 沉積物硫化物含量變化趨勢圖

（5）硫化物。OU13號站位和5-7號站位海泥中硫化物含量較高，說明硫酸鹽還原菌等微生物活動劇烈（圖7）。

（6）TOC。近岸淺水區海泥有機物含量相對較高，在OU9和OU18有機物含量很高（圖8）。

圖8 沉積物總有機物含量變化趨勢圖

（7）Fe3+/Fe2+。Fe3+/Fe2+值未呈現明顯的規律變化（圖9）。

圖9 沉積物Fe3+/Fe2+值變化趨勢圖

（8）碳酸鹽。近岸淺層海泥碳酸鹽含量高、深層海泥碳酸鹽含量都很低（圖10）。

圖10 沉積物碳酸鹽含量變化趨勢圖

（9）SRB。徐聞近岸海區的0.5米深和1.0米深的海泥中SRB含量較高（圖11）。

圖11 沉積物SRB含量變化趨勢圖

（10）硫酸鹽。沉積物硫酸鹽含量未呈現明顯的規律變化（圖12）。

圖12 沉積物硫酸鹽含量變化趨勢圖

4 結論與建議

瓊州海峽路由區域海泥鹽度高、溫度高、有機物含量高、微生物活動劇烈，具有較強的腐蝕性，尤其徐聞近岸海區硫酸鹽還原菌（SRB）含量較高。應當積極做好海底電纜鑄鐵套管和海底電纜本體的腐蝕防護工作。海泥鹽度高、溫度高、微生物活動劇烈對裸露的鑄鐵套管的腐蝕性較強，建議定期開展海底電纜綜合檢測，檢查鑄鐵套管的裸露情況及其完整性。在徐聞近岸灘涂和淺海水區海泥中有機物含量較高、SRB等微生物活動劇烈對電纜外護層的腐蝕性較強，應當預防海底電纜外護層性能衰減引起的事故。腐蝕因子呈現明顯的非均勻分布，對海底電纜的腐蝕影響也是非均勻的，應重點關注腐蝕性較強的局部腐蝕或性能衰減。

[1]蔣俊杰.瓊州海峽海底電纜鋪設可行性研究[D].中國海洋大學，2008.

[2]王裕霜.500kV海底電纜淺灘鑄鐵套管保護實踐與思考[J].南方電網技術，2011(,2).

[3]趙遠濤，羅楚軍，李健，鄭偉.海南聯網工程海底電纜風險分析[J].中國電業(技術版)，2014(10).

F426.61

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1671-0711（2017）04（下）-0133-03