不同覆盖物清理状态下海底电缆打捞受力仿真

该文通过对海缆深浅水打捞过程机理的分析,确定覆盖物对打捞过程存在一定影响。通过OrcaFlex考虑水动力建立打捞过程模型,研究覆盖物厚度与覆盖物位置对海缆打捞过程中张力及曲率的影响。研究发现,覆盖段被打捞时,海缆张力会出现明显的波动;打捞过程覆盖段海缆曲率极值明显增大。随着覆盖物厚度的增加,覆盖段海缆曲率极值逐渐增大,海缆的张力波动也更加明显。覆盖物只对覆盖段曲率极值有明显影响;当吊点处覆盖物未完全清理时海缆易发生弯曲失效,远离吊点处的覆盖物对打捞过程海缆沿缆曲率极值影响不大。在实际工况下可进行针对性工作和保护,降低工作量并提高打捞效率,防止电缆在打捞过程中受到二次破坏。

海底电缆动态疲劳试验方法研究

海底电缆安装敷设与在位运行期间承受长期、复杂的动态荷载,容易发生疲劳失效。针对悬跨海底电缆动态行为复杂,缺乏模拟海底电缆与海床脱离点处疲劳试验方法的问题,该文搭建悬跨海底电缆与海床接触的原型疲劳试验装置,开发悬跨海底电缆疲劳试验方法,开展内部疲劳失效发生层动态应变信息测量方法研究。结果表明:动态疲劳试验能够准确模拟海底电缆疲劳受力状态并还原其在振动荷载下的结构响应,试验过程中的加载拉力误差低于15%,加载曲率误差低于10%,对海底电缆内部铅护套层的应变测量误差低于10%。该文提出的动态疲劳试验方法对海底电缆的结构失效验证具有很好的参考价值。

基于ALE法的海底电缆土壤覆盖物清理技术

基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)方法,对海底电缆在位情况下土壤覆盖物射流清理过程进行探讨,并分析射流速度和海床强度在海底电缆土壤覆盖物清理过程中对海底电缆受力损伤的影响。结果表明:当海床土壤相同时,射流速度越大,海底电缆受力越大,当射流速度为50 m/s时海底电缆将发生破坏;在相同射流速度下,海床土体的剪切模量、内聚力和摩擦角越小,海底电缆受力越大。在海底电缆覆盖物清理过程中需要根据海床强度选择相对应的射流速度,以满足清理要求。研究成果可为海底电缆土壤覆盖物清理技术研究提供参考依据。

海底电缆液压剪切系统设计

在海底电缆抢修任务中,针对多层海底脐带缆的切割需求,提出一种基于水下机器人作业的水下液压剪切机构。结合海底脐带缆多层复合及金属绞线的特殊结构建立剪切失效模型,并对水下液压剪的切割机构进行设计。运用Abaqus软件分析切割过程中脐带缆的力学响应,对脐带缆逐层连续变化的力学特性进行研究,提出海底脐带缆切割需要满足的剪切力及水下液压剪机构的主要参数。

基于注意力机制和CNN-GRU组合网络的海底电缆运行状态预测方法

海底电缆作为各类海上平台能源供给的生命线,一旦发生故障将产生巨大的经济及战略影响,准确预测海底电缆运行状态有助于提前把握其运行风险,从而实现预防性维护。在充分挖掘海底电缆运维数据中的动、静态特征的基础上,提出了一种基于注意力机制和卷积神经网络-门控循环神经网络(convolutional neural networks-gated recurrent unit, CNN-GRU)海底电缆运行状态预测方法。首先,考虑在线监测、巡检指标、静态试验三类关键影响因素,建立海底电缆运行状态评估指标体系;然后,基于改进层次分析法及多层次变权评估思想构建海底电缆运行状态评估模型;最后,建立基于注意力机制和CNN-GRU组合神经网络模型,将历史运行参数及状态量化结果作为输入特征参量,实现海底电缆运行状态的演化趋势预测。算例分析表明,所提方法可有效预测海底电缆的运行状态,平均百分数误差低至1.04%,与全连接神经网络、CNN、CNN-长短期记忆神经网络(long short term memory, LSTM)等算法相比均具备更优的预测精度。

基于相位敏感光时域反射的海底电缆外部扰动监测方法

海底电缆是连接陆地和海洋电网的重要纽带,锚击、渔网拖曳等外力破坏是其安全稳定运行的主要威胁。为监测海底电缆外部扰动,基于相位敏感光时域反射技术,设计外差相干型的扰动监测装置,采用正交解调和移动方差平均法识别和定位扰动信号,并进行试验验证与现场应用。结果表明:所提方法可有效提取传感光纤中的背向散射光幅值与相位信息;外部扰动造成的相位变化,会引起幅值波动与相位跳变;采用移动方差平均算法提取幅值波动区,可实现外部扰动定位;基于扰动点相位信息,可反演得到扰动时域波形。外差相干型探测技术可用于海底电缆外部扰动监测。

并联电抗器补偿方案对500 kV海底电缆沿线过电压的分布影响

交流海底电缆是海上风电场交流输电技术的重要组成部分,但其充电电流问题限制了其在远距离、大容量海上风电中的应用。文中基于HYJQF41-F290/500 kV型号的单芯交流海底电缆,研究了该电缆在远距离、高压输电中不同工况下的沿线过电压分布情况。首先,建立该电缆的仿真模型,并对其参数进行修正。然后,针对并联电抗器的不同补偿度,对单端补偿、两端补偿等配置方案下并联电抗器的容量进行分析计算。最后,基于高压、远距离风电场模型中单相接地故障、合分闸等工况,对不同无功补偿方案下海底电缆沿线过电压的分布规律进行仿真研究。研究结果表明,海底电缆的最大过电压随着补偿方案的不同而出现在不同的位置。基于此,文中给出了在不同补偿方案下高压海底电缆选型以及变电站设备绝缘水平设计时过电压的选取方法,对工程实际具有一定指导意义。

论国家对海底电缆和海底管道的投资保障义务与中国因应

作为通讯和能源传输领域的基础设施,海底电缆和海底管道的重要性得到了国际社会的广泛承认。由于私人投资者控制着绝大部分海底电缆和管道,因此国际投资法对海底电缆和管道保障具有无法替代的现实作用,《联合国海洋法公约》等亦为投资保障的落实提供了部分国际法层面的依据。然而因海底电缆和管道自身的独特跨界属性,以及国际法和各国国内法就海底电缆和管道法律制度供给的短缺,使得海底电缆和管道能否获得国际投资协定(IIAs)的保障,以及东道国对海底电缆和管道肩负哪些具体保障义务,均存在较大的不确定性。中国应重视国际投资法与海底电缆和管道保障的其他法律规则之间的联动关系,并以此为基础在现有国际投资协定、国际法和各国国内法与规则中就海底电缆和管道作出针对性的法律制度设计,以实现对海底电缆和管道的有效保障。

OVT域的海底电缆地震数据各向异性裂缝预测技术应用

随着海底地震(Ocean Bottom Seismic,OBS)采集方式的不断发展,海洋地震数据方位角分布更宽,地震资料信息量大、空间连续性好,为准确预测储层中裂缝发育带提供了优质的数据基础,但是目前海底地震数据宽方位属性的应用基本停留在成像阶段,没有充分挖掘OBS宽方位数据的潜力。基于海底地震数据(OBS)地震资料炮检距矢量片(Offset Vector Tile,OVT)域成像,对纵波在复杂构造区振幅方位各向异性特征进行分析,根据振幅随方位角变化预测裂隙发育方向和密度的基本原理,开展地震裂缝检测技术研究攻关,并针对渤中、南海等工区OBS三维地震纵波资料OVT域进行处理,获得6个方位地震数据体,应用最小二乘拟合算法,计算出了该工区的裂隙的发育密度与发育方向,为后期裂缝型油气藏的钻探与开发方案的设计提供了一定依据。

越南某海上风电海底电缆抢修施工工序及质量控制

介绍越南某海上风电施工过程中损坏的海底电缆抢修施工工序,以及各工序质量控制要点,为类似海底电缆抢修工作安排及质量管理提供必要参考。

综合地球物理方法在厦门220 kV海底电缆现状调查及分析中的应用

为保障未来海底缆线的安全运行,研究通过几种探测设备对比分析获取缆线位置的变化信息,在厦门220 kV海底电缆现状调查中,获取无人船多波束测深、单道地震、浅地层剖面和海洋磁力等多种探测手段的调查结果,结合其他自然环境资料以及合理运用综合地球物理方法对海底电缆现状进行了详尽的分析和研究。结果表明,海底缆线位置偏差与设计路由偏差不大,整体位于预设的路由区范围之内,海底缆线均埋藏于泥面以下,未发现海底缆线存在出露、悬空、折曲等危险因素。

作为交往的连接:共生理论视阈下的海底电缆

学界对人机关系的讨论早已有之,但观点存在分歧,忽视了人机关系的演变在国际传播中的作用;同时国际传播的相关研究极少关注海底电缆之类的基础设施对国际传播中交往关系的赋能。为讨论海底电缆基于人机共生关系在国际传播的交往关系中的作用和影响,本文引入共生理论,将海底电缆视作与国际传播主体共生的单元,从交往的前提、交往的连接、交往的效应三个方面讨论海底电缆作为基础设施,在国际传播的交往中扮演何种角色,以及海底电缆在国际交往中如何连接关系。本文认为海底电缆作为基础设施,其在国际传播空间中以共生单元、共生界面以及与国际传播主体互惠并存的角色存在,并在交往的前提、交往的连接、交往的效应这三个交往阶段发挥作用。

基于EMTP的三芯海底电缆线路序参数的计算与分析

三芯海底电缆线路常用于海上风电的送出。在相关的规划设计和仿真分析中,三芯海底电缆线路的序参数是基础之一。基于电磁暂态仿真程序EMTP,以1条截面为3×500 mm^(2)的220 kV海底电缆线路为例,对三芯海底电缆线路的序参数进行了计算与分析。文章计算了半导电聚乙烯护套的径向电阻,讨论了金属护套的处理方式。推导了三芯海底电缆线路单位长度的正序和零序阻抗、金属护套和铠装电流的计算式。研究了钢丝铠装的磁导率对三芯海底电缆线路电流分布及序参数的影响。此外,还分析了不同接地情况下光纤单元的铠装对三芯海底电缆线路序参数的影响。研究表明,三芯海底电缆线路的零序电阻远大于正序电阻,甚至可能大于零序电抗;当等值的相对磁导率μr在一定的范围内,可能出现零序电抗小于正序电抗的情况。文章将仿真与实测结果进行了对比。结果表明:选择适当的钢丝铠装磁导率,可以得到合理的计算结果。

基于Fluent-OrcaFlex联合数值模型的海上风电场海底电缆冲刷及应力状态研究

利用Fluent流体力学CFD软件建立海底电缆冲刷的精细化水动力数值模型,以实测海流数据作为输入条件,模拟真实海况条件下的海缆冲刷过程,其次通过数据拟合获得海缆悬空长度和冲刷时长之间的定性定量关系,最后通过OrcaFlex水动力软件分析海缆裸露后的应力状态变化过程,判断海底电缆裸露后的运行安全状态。

国际传播秩序的形构与解构:基于全球海底电缆网络拓扑结构分析与风险评估

海底电缆传输网络作为国际传播的关键基础设施,各个国家或地区在全球海底电缆网路中的节点职能和对网络鲁棒性的影响关乎国家通信安全。海底电缆传输网络整体呈现扁平化信息传播的廊道格局,形成了“核心-半边缘-边缘”等级明显的混合型拓扑结构,是高度依赖中心节点的耦合网络系统。因此,中国国际传播能力建设需要进一步完善国际连接策略,建设新的网络节点,增加节点的国际连接;多元化连接路径,避免依赖单一的连接线路;保持海底电缆技术创新,积极参与国际合作项目;积极参与海底电缆行业标准制度,加强海底电缆安全监管。

悬跨海底电缆涡激振动响应数值分析

悬跨海底电缆在海洋环境荷载的影响下易产生涡激振动现象,对海缆的服役安全性造成威胁。为了研究悬跨段海缆的涡激振动响应,提出一种利用数值软件分析悬跨段涡激振动的方法,并验证了其计算的准确性。首先,介绍了数值方法的计算原理。然后,利用Orcaflex软件建立悬跨段数值分析模型,理论验证了计算自振频率的准确性,经计算,一阶自振频率理论计算结果与数值结果的最大误差为8.89%,二阶自振频率理论计算结果与数值结果的最大误差为9.28%,证实了模型相符程度良好。接着,利用经验公式法对数值模型计算涡激振动的准确性进行验证,悬空段振型计算结果的平均误差为9%,验证了模型用于计算悬跨段涡激振动响应的准确性。最后,基于Orcaflex软件,开展了考虑海床作用的海缆悬跨涡激振动动力学分布特征及海缆振动特性的分析研究。结果表明:涡激振动作用下,悬跨海缆最大张力值和曲率值出现在海缆与海床分离点;最大振动幅值与流速无直接关系,而与悬跨段振型有关;随着流速的增加,悬跨段电缆横流方向振动模态阶数增加。该文研究成果为海底电缆涡激振动计算分析提供了一种有效计算模型和方法,未来基于该计算模型可对涡激振动的振动特性作进一步分析。

美国对华海底电缆竞争的战略操作与影响评估

海底电缆作为关键基础设施正成为大国关注焦点,是分析当前美国对华战略动向的新视角。海底电缆贯穿了大国竞争历史,美国多次借助其打击对手。海底电缆扩展了大国基础设施竞争维度,具有“发展—安全—技术—空间”四重。海底电缆缺乏有效监管,更容易面临风险。美国对华海底电缆竞争主要基于国家安全考量,同时希望通过海底电缆打压中国企业并压缩其市场份额,维护技术主导地位和深海霸权。美国对华海底电缆竞争的操作路径包括迫使海底电缆中止或强制绕道中国,联合盟伴将中国企业排除在海底电缆市场之外,限制海底电缆技术出口中国,并发展进攻性水下能力打击中国海底电缆。美国对华海底电缆竞争会导致数字领域的“二元格局”,加大全球数字治理难度,不利于印太地区国家改善连通性和当地企业成长,更会弱化中美战略稳定性,提升深海意外事件的发生概率。

±525 kV直流海底电缆绝缘厚度设计与校核

本文以±525 kV柔性直流输电工程中的直流海底电缆为研究对象,开展了直流耐压试验、冲击耐压试验、梯度耐压试验,分析了绝缘材料的击穿场强、老化寿命指数、Bahder系数等关键参数,设计并计算了不同耐压条件下±525 kV直流电缆的绝缘厚度。基于直流电缆的电场分布和温度分布,对绝缘设计厚度进行校核。结果表明:直流电缆中电场分布的畸变程度主要由绝缘层温差决定,绝缘层温差主要由电缆导体通过的电流大小决定。综合考虑研究结果以及电缆长期安全可靠性,建议±525 kV直流电缆绝缘厚度设计按28 mm选取。

深远海超长距离220 kV海底电缆先敷后埋施工关键技术研究

随着近年来国内近海风电场的逐渐饱和,深远海风电开发成为该行业新的增长点。但当前我国大部分海底电缆敷设船只仅适用于浅水和短距离作业,难以应对深远海复杂多变的海况。以华电阳江青洲三50万kW海上风电项目为案例,深入探讨了使用动力定位敷缆船、大功率作业级ROV等先进船舶与装备,以及先敷后埋的施工技术在深远海超长距离220 kV海底电缆敷设中的应用。通过这些技术和方法,有效解决了深远海环境中施工窗口期短、水深大的挑战,并避免了对管廊带内已有电缆造成损害的风险,可为我国深远海海上风电的开发提供创新的技术方案和实践参考。

浅析100 m以深海底电缆应急维修关键技术

基于100 m以深海域海底电缆(海缆)的应急维修技术进行探讨。结合实际工程案例,简要概述基于水下机器人(ROV)协同作业的海缆应急维修的典型作业方案,对其中的关键技术等方面进行详细探讨,包括动态定位的精度、故障点定位、ROV作业难度和风险,并探讨了海缆故障的潜在因素。同时对应急维修过程中的难点提出有效解决方案。