Onderzeese kabels - constructie, kenmerken, kabels leggen en verbindingen

Een inleiding tot onderzeese kabels en onderzeese stroomkabels

Inleiding tot onderzeese kabels

De ontwikkeling van offshore windparken en offshore-olie- en gasplatforms vereist de installatie van stroom-, controle- en bewakings- en communicatiekabels tussen de platforms en het vaste land .

Voor dit doel onderzeese kabels zijn geïnstalleerd, die ook worden gebruikt voor stroom en/of communicatie tussen eilanden en het vaste land , tussen landen en zelfs tussen continenten.

Kenmerken van onderzeese kabels

Onderzeese kabels , die moet voldoen aan IEC Standard 60288 ^[1] , zijn specifiek ontworpen en vervaardigd te installeren onder water , op zeebodem gelegd , rekening houdend met het feit dat zeebodem is ruig en rotsachtig , dat er zeedieren zijn , die de kabels kunnen beschadigen , en dat is verplicht die kabels moet bestand zijn tegen tsunami's en vulkanische activiteit , evenals trawls die worden gebruikt door vissers , die gevaarlijker zijn dan de vis zelf .

Om de kenmerken van een onderzeese kabel vast te stellen is noodzakelijk om de volgende parameters in overweging te nemen:

• Omgevingstemperatuur (zeebodem en land).
• Begraafdiepte.
• Bijzondere begraaf-/beschermingsvereiste bij kustaanpak (diepere begraving, gerichte boorpijp...).
• Axiale afstand van kabels.
• Thermische weerstand van zeebodem en land.
• Lengte van onderzeese kabel.
• Waterdiepten.

Typische nominale spanningen van onderzeese stroomkabels zijn 3,6/6(7.2) kV tot 290/500(525) kV , in AC-systemen , en hoger in DC-systemen .

Afhankelijk van nominale spanning en van de doorsnede (voor DC-systemen fabrikanten construeren deze kabels met doorsneden tot 2500 mm ² en voor netwerkspanning tot 725 kV ) ze kunnen multicore zijn of single core .

• Moet lezen:waarom zijn coaxkabels sterk geïsoleerd?

Kenmerken van onderzeese stroomkabels

Belangrijkste kenmerken van onderzeese stroomkabels zijn :

• Dirigent: Koper of aluminium . In het geval dat de geleiders in grote diepten worden gebruikt en indien gewenst, wordt de geleider afgedicht met speciaal materiaal dat het binnendringen van water in geval van kabelbeschadiging voorkomt.
• Isolatie: XLPE , EPR of MIND (in massa geïmpregneerd papier).
• Screening: Koperen draden of banden en loodmantel waar nodig.
• Bepantsering: De bescherming van de kabel tegen mechanische spanningen wordt bereikt door de bepantsering bestond uit staaldraden (voor eenaderige kabels bepantsering moet van niet-magnetisch materiaal . zijn – meestal aluminium – om oververhitting van bepantsering te voorkomen vanwege Foucault-stromen ^[2] – Joule-effect ), die ook aan de kabels de vereiste mechanische sterkte die tijdens het leggen of trekken. De staaldraden zijn van verschillende categorieën van breekbelasting en ze zijn zwaar gegalvaniseerd .
• Buitenbescherming: De buitenste bescherming van de kabel, volgens de voorwaarden en vereisten van de installatie, wordt bereikt door PVC of PE mantel en lagen polypropyleengarens of jute .

Lees ook:Soorten kabels gebruikt in interne bedrading

Drie-aderige stroomkabels heeft mogelijk ook optische vezelkabels voor communicatie , zoals getoond in figuur 1

Figuur 1 – Constructie van driefasige onderzeese kabel

• Lees ook:Waarom zitten stroomkabels en leidingen los op elektriciteitsmasten en transmissietorens?

Als enkeladerige stroomkabels worden meestal gebruikt exclusief de optische vezels en in deze situatie is het noodzakelijk om ook onderzeese glasvezelkabels . te installeren zoals weergegeven in figuur 3.

Afbeelding 2 – Onderzeese glasvezelkabel

Sommige fabrikanten voegen in dezelfde onderzeese kabel communicatie (optische vezel ) en controles voor onderzeese verwerkings- en boostsystemen, of het nu gaat om laagspannings-, middenspannings- of hoogspanningsvoedingen - voedingskabels (zie afbeelding 3).

Navelstrengkabels kan ook lage- en hogedrukleidingen bevatten (stalen buis ) gebruikt voor vloeistoffen .

Afbeelding 3 – Navelstreng

• Lees ook:Hoe vindt u fouten in kabels? Kabelfouten, typen en oorzaken

Basisprocedure voor het leggen van onderzeese kabels

Een onderzeese kabel leggen is een opmerkelijk complexe, gevaarlijke en dure onderneming.

Routes moeten worden onderzocht, technologie moet worden ontwikkeld, de kabel moet worden gelegd zonder verloren te gaan, te breken of beschadigd .

Voordat een onderzeese kabel wordt geïnstalleerd is nodig om een ​​reeks acties uit te voeren:

• Kies de route , met behulp van bijgewerkt nautische kaarten .
• Evalueer de geologische omstandigheden van de gekozen route.
• Ga door naar identificatie van de zeebodem , namelijk wat betreft bathymetrie (diepte ), helling , het bestaan ​​van topografische incidenten , lithologie (zeebodem natuur ), omgevingsomstandigheden , zoals zoutheid, temperatuur en pH , en de dynamische bewegingen die kunnen bestaan op zeebodem (golven, zeestromingen, enz. ) of dat het kan beïnvloeden (tsunami's, vulkanische activiteit, slibstromen, enz. ).

Zodra de routing is gekozen en alle studies van de zeebodem zijn afgerond , is het nodig om te kijken of er rekken . zijn waren de kabel moet worden begraven (met behulp van een hydrojet-begraafmachine ) en om specifieke technologieën te ontwikkelen om voortdurend te onderzoeken de plaats waar de kabel is geïnstalleerd om schade of losse kabel te voorkomen .

Onderzeese kabels wordt meestal gedaan door een kabellegschip , zoals te zien is in figuren 4 en 5, en robots kan worden gebruikt om het leggen van kabels te controleren (zie afbeelding 6).

Figuur 4 – Kabellegschip

Figuur 5 – Onderzeese kabel leggen

Figuur 6 – Kabellegrobot

• Wat zijn de kleine cilinders in netsnoeren en kabels?

Onderzeese kabelverbindingen

Wanneer onderzeese kabel loopt is erg lang of als schade komt voor in de kabel het is noodzakelijk om kabelverbindingen te installeren .

Deze kabelverbindingen , die onder hoge druk staan , worden vooraf uitgevoerd de kabelinstallatie in zeebodem (indien mogelijk bij de fabrikant), moet onderworpen worden aan isolatie- en diëlektrische tests en ook voor ultrasone en radiografische tests , om te verzekeren de betrouwbaarheid van de installatie.

Afbeelding 7 toont een fase van onderzeese kabelverbindingen.

Figuur 7 – Uitvoering van onderzeese kabelverbinding

Goed om te weten:

^[1] IEC :Internationale Elektrotechnische Commissie.

^[2] Foucault-stromingen zijn geïnduceerde stromen (magnetisch inductieverschijnsel ).

Galerij van onderzeese / onderzeese en stroomonderzeese kabels

Over de auteur:Manuel Bolotinha

-Licentiaat in elektrotechniek – energie- en energiesystemen (1974 – Instituto Superior Técnico/Universiteit van Lissabon)
– Master in Electrical and Computers Engineering (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
– Senior adviseur in onderstations en energiesystemen; Professionele Instructeur

Je mag ook lezen:

• Isolatieweerstand van een kabel | Waarom zijn kabels geïsoleerd?
• Hoe vindt u de geschikte kabel en draad voor de installatie van elektrische bedrading
• Rekenmachine elektrische draad en kabel (koper en aluminium)