Прокладка кабеля
Установка подводного кабеля передачи является дорогостоящей и сложной задачей. Срок службы подводного кабеля может составлять десятки лет, а технические меры по его ремонту в случае сбоев также являются дорогостоящими и сложными.
Установка подводного кабеля передачи, как они это делают (фото кредит: offshorewindindustry.com)
Поэтому маршрут кабеля должен быть тщательно обследован и выбран для минимизации воздействия на окружающую среду и максимальной защиты кабеля.
Укладка кабеля передачи на морском дне осуществляется специализированными судами (рис.1). Наиболее активными судами, используемыми для таких операций, являются Skagerrak (принадлежит Nexans), Джулио Верн (Prysmian), Team Installer (Topaz Energy and Marine) и CS Sovereign (Global Marine Systems Ltd). Все они оснащены поворотным столом не менее 4000 тонн кабеля и оснащены соответствующим механизмом для его обработки.
Рисунок 1 - Специализированные суда для прокладки кабеля в море; владелец, упомянутый в скобках
Установка подводного кабеля передачи включает в себя ряд действий:
- Выбор временного пути;
- Получение разрешения от соответствующих органов;
- Обследование пути;
- Проектирование кабельной системы для соответствия условиям выбранного пути;
- Прокладка кабеля, включая захоронение в соответствующих районах;
- В некоторых случаях может потребоваться проведение инспекции после укладки;
- Уведомление о позиции кабеля для других морских пользователей.
Сложность укладки кабеля требует скоординированной работы многих специалистов в разных областях. Выбор пути осуществляется инженерами энергосистемы вместе с морскими специалистами. Опрос проводится геологами, геофизиками и океанографами.
Прокладка кабеля на морском дне выполняется инженерами специальных конструкций.
Судно представляет собой лишь часть необходимого снаряжения, необходимого для укладки кабеля. Он переносит кабель и выступает за командный центр. Но как только кабель находится в воде, другое погружное оборудование выполняет задачу установки кабеля по его пути.
Для мелководья водолазы могут использоваться для оказания помощи в установке, в то время как для глубоководных вод управляются дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) (рис.2).
Рисунок 2 - Простой эскиз, показывающий подводное устройство, используемое для установки кабеля на морском дне (Источник: hudsonproject.com)
Работа выполняется с помощью акустических инструментов, таких как эхолоты и точная система глобального позиционирования (GPS) и дифференциальный GPS.
ROVs выкопают траншею, в которой прокладывается тросик передачи (рис. 3 и рис.4), закрепите кабель по правильному маршруту и накройте кабель осадком. Захоронение кабеля на морском дне является медленной и дорогостоящей операцией, но оно возвращается благодаря его надежности и продолжительному сроку службы.
Рисунок 3 - Траншея подводного силового кабеля
Рисунок 4 - Различные типы удаленных транспортных средств (ROV)
Кабели погребены на морском дне на мелководье, чтобы свести к минимуму риск возникновения ущерба. Траншеи, в которых размещены кабели, вырыты подводным плугом и покрыты отложениями или скалами.
Когда невозможно использовать осадок в качестве покрытия, применяются другие решения, такие как использование горных пород или бетонных матрасов (рис.5) в качестве покрытия или использования сочлененных труб.
Рисунок 5 - Бетонные матрасы
Скорость укладки кабеля зависит от типа кабеля, сложности конфигурации кабеля, глубины и свойств морского дна (гетерогенная батиметрия и геология). В случае коммуникационных кабелей ожидаемая скорость укладки 100-150 км / сут для новых типов даже 200 км / день.
Из-за размера кабеля передачи и объема работы, который обычно больше, силовые кабели устанавливаются с меньшей скоростью. Для силовых кабелей средняя скорость захоронения составляет около 0, 2 км / ч и во многом зависит от условий морского дна.
Глубина траншеи обычно составляет 1 м, только исключительно больше, до 10 м. При увеличении размера судов каналы должны быть выгружены или углублены.
Поэтому в местах, где кабели должны быть защищены для таких будущих работ, они должны быть захоронены на безопасной глубине в осадке. Это относится к 30-километровому кабелю силовой передачи, который соединяет малайзийский остров Пулау Кетам с Порт-Кланом, который был захоронен на 14 м под морским дном.
Кабели зарыты в отложениях морского дна до глубин 400-600 м, ниже этой глубины они просто лежат на дне моря. В местах с сильными морскими течениями или крутыми склонами они крепятся к морскому дну.
Для проверки безопасности кабеля предусматриваются периодические обследования.
Защитные меры
Подводные силовые кабели должны быть физически защищены от стихийных бедствий или человеческой деятельности. Поскольку неисправность в хорошем функционировании кабеля может иметь серьезные последствия для обеспечения питания, разработаны серьезные меры.
Подводные кабели являются предметом нескольких международных договоров, которые регулируют их статус. В этих документах устанавливаются нормы, касающиеся прав и обязанностей государств, которые хотят проложить такие кабели, а также для государств, территориальные воды которых пересекаются кабелями.
Основными документами, касающимися подводных кабелей, являются:
- Международная конвенция о защите подводных кабелей (1884 год);
- Женевские конвенции о континентальном шельфе и открытом море (1958 год);
- Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву - ЮНКЛОС (1982 год).
Эти договоры обеспечивают:
- Свобода установки подводных кабелей в открытом море за пределами континентального шельфа и для ремонта существующих кабелей без препятствий или предрассудков;
- Свобода установки и обслуживания подводных кабелей на континентальном шельфе с учетом разумных мер по разведке континентального шельфа и эксплуатации его природных ресурсов;
- Свобода установки и обслуживания подводных кабелей в исключительной экономической зоне всех государств;
- Возможность установки подводных кабелей на территории государства или в территориальном море с учетом условий и осуществления национальной юрисдикции;
- Свобода поддерживать существующие подводные кабели, проходящие через воды архипелажного государства, без возможности выхода на берег.
Основными угрозами для подводного кабеля передачи являются внешние воздействия из-за преобладающих якорей и орудий лова. Чтобы свести к минимуму риск повреждения кабеля из-за привязки сосудов, вдоль троса кабеля устанавливается «Защитная зона кабеля» или CPZ. Эти зоны юридически определены и отмечены на морских картах. В этих областях действия, которые могут повредить или повредить кабели, строго регулируются и контролируются.
Они могут отличаться по размеру в зависимости от национальных правил / законов и местных условий (например, военно-морского движения). Например, вокруг силового кабеля HVDC Inter-Island в Новой Зеландии установлен и применяется семицилиндровый CPZ (рис.6).
Судам не разрешается закреплять или ловить рыбу в этой области, и защитная зона постоянно контролируется из моря или воздуха. Нарушение этих правил привлекает штраф до 100 000 долларов. Выполнение этого правила не приводило к ошибкам, связанным с деятельностью человека.
Рисунок 6 - Защитная зона для кабелей в Новой Зеландии
Пример хорошей практики представлен Информационной службой Kingfisher Information - проект по морской возобновляемой и кабельной осведомленности (KIS-ORCA), совместной инициативой Subsea Cables UK и Renewable UK, которая повышает осведомленность о местонахождении подводных кабелей между операторами в рыболовной отрасли для Северное море и западная граница Европы.
Его веб-сайт (рис.7) включает в себя обновленные онлайн-карты, изображающие морскую инфраструктуру (трубы, подводные кабели для энергетики и телекоммуникационные кабели и сопутствующее оборудование) с контактными данными в случае инцидентов.
Рисунок 7 - онлайн-карта KIS-ORCA, показывающая морскую и подводную инфраструктуру
Промышленные организации, такие как Международный комитет по защите кабелей (ICPC) и Североамериканская кабельная ассоциация подводных лодок (NASCA), составили ряд рекомендаций относительно мер защиты, которые должны быть реализованы для более безопасного и продолжительного срока службы подводных кабелей (CSRIC, 2014).
Техническое обслуживание морских кабелей
Для оптимальной работы кабель необходимо периодически проверять и поддерживать для предотвращения износа. Это включает:
- Обследование кабеля для проверки возможных слез или износа;
- Обследование кабельного пути, чтобы проверить устойчивость морского дна и возможные геодинамические процессы, которые могут угрожать целостности кабеля;
- Профилактическая замена компонентов кабеля при наличии признаков износа или при приближении к концу срока службы;
- Обеспечение соблюдения правил и положений, касающихся защиты в СРЗ.
Операция осуществляется специализированными судами с соответствующим оборудованием. Это сильно зависит от погоды и условий моря. В районах с высокой степенью широты, где морская поверхность покрыта льдом или пересечена плавающими айсбергами, эти операции требуют дополнительных мер по уходу и длительных времен.
Ссылка // HVDC подводные силовые кабели в мире Объединенным исследовательским центром, внутренней службой Европейской комиссии (авторы: Мирча Арделеан, Филипп Миннебо)