漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組動態(tài)電纜設(shè)計導(dǎo)則目 次總則 1術(shù)語 2基本規(guī)定 3基礎(chǔ)資料 4氣象 4海洋水文 4工程地質(zhì) 5漂浮式基礎(chǔ)與系泊系統(tǒng) 5風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場電氣 5其他 6電纜型式與截面選擇 7導(dǎo)體材質(zhì) 7絕緣 7護(hù)層類型 7芯數(shù) 7導(dǎo)體截面 8性能指標(biāo) 8電纜構(gòu)型設(shè)計與分析 9一般規(guī)定 9構(gòu)型設(shè)計方法 9構(gòu)型分析 9專用附件 11功能附件 11構(gòu)型附件 11保護(hù)附件 11電纜敷設(shè)、支持與固定 12附錄A扭轉(zhuǎn)和抗拉測試 13附錄B 彎曲剛度測試 15附錄C 沖擊測試 17附錄D 擠壓測試 19本導(dǎo)則用詞說明 21引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 22條文說明 23總則求，制定本導(dǎo)則。66kV及以下的漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組動態(tài)電纜設(shè)計。關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。術(shù)語動態(tài)電纜 dynamiccable范圍內(nèi)移動的海底電纜。靜態(tài)電纜 staticcable海底電纜。電纜構(gòu)型 configuration浸沒在水中的動態(tài)電纜從漂浮式基礎(chǔ)連接端至海床觸地端的線型特征。最大偏移 maximumoffset漂浮式基礎(chǔ)在平面上偏離中心位置的最大距離，分為遠(yuǎn)端最大偏移和近端最大偏移。cablejointbetweendynamicandstaticpart確保動態(tài)電纜和靜態(tài)電纜之間光電傳輸連續(xù)和機(jī)械承載有效過渡的裝置。水文、地質(zhì)、工程相關(guān)設(shè)備、海域規(guī)劃、航道等基礎(chǔ)資料為設(shè)計依據(jù)。動態(tài)電纜的設(shè)計使用年限應(yīng)不小于所連接的漂浮式風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計使用年限。纜過渡裝置。氣象溫度等觀測資料。氣象參證站資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：參證站基本情況及歷史沿革；30年歷年年平均風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫等資料；30年歷年年最大風(fēng)速、風(fēng)向等資料；參證站與場址范圍內(nèi)測風(fēng)資料同期的逐時風(fēng)速、風(fēng)向系列海洋水文潮汐資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：工程海域附近參證站資料統(tǒng)計的多年平均高（低）潮位、歷史極端高（低）潮位、潮差、漲落潮歷時、潮型數(shù)和潮汐類型等；場址范圍內(nèi)至少連續(xù)一年的逐時潮汐觀測資料，以及對應(yīng)同期的參證站逐時潮位觀測資料；20計水位等資料。波浪資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：附近海洋站多年波浪觀測統(tǒng)計得到的工程海域波高、波向、波周期、波型等波浪統(tǒng)計特征資料；場址范圍內(nèi)不少于一年的逐時波浪觀測資料；各方向區(qū)間的極端高（低）潮位、設(shè)計高（低）潮位條件下的不同重現(xiàn)期的設(shè)計波要素。全未采集到觀測數(shù)據(jù)的時間段。應(yīng)采用已有觀測數(shù)據(jù)對追算模型進(jìn)行驗證。海流資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：場址范圍內(nèi)不少于一年的逐時海流觀測資料；工程海域冬、夏季全潮多垂線同步水文觀測資料；各方向區(qū)間的分層的可能最大流速，或各方向區(qū)間的表面的可能最大流速及沿水深變化的流速分布系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51308的規(guī)定。工程地質(zhì)4.3.1 GB/T51308定。漂浮式基礎(chǔ)與系泊系統(tǒng)漂浮式基礎(chǔ)資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：漂浮式基礎(chǔ)設(shè)計；漂浮式基礎(chǔ)預(yù)留的用于動態(tài)電纜懸掛和安裝錨固裝置的位置和型式。由漂浮式基礎(chǔ)和系泊系統(tǒng)組成的整體漂浮式系統(tǒng)的資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：整體漂浮式系統(tǒng)的靜態(tài)坐標(biāo)位置；漂浮式基礎(chǔ)在各設(shè)計工況下的平均偏移及最大偏移；漂浮式基礎(chǔ)的運動數(shù)據(jù)。漂浮式基礎(chǔ)的運動響應(yīng)特征參數(shù)，可由下列方式中的一種或多種給出：各設(shè)計工況下漂浮式基礎(chǔ)六自由度運動時間歷程；漂浮式基礎(chǔ)六自由度運動傳遞函數(shù)；漂浮式基礎(chǔ)的荷載傳遞函數(shù)及荷載、阻力計算相關(guān)數(shù)據(jù)及計算所使用的方法和條件。風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場電氣風(fēng)電機(jī)組資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：風(fēng)電機(jī)組高壓側(cè)電壓等級；風(fēng)電機(jī)組高壓側(cè)開關(guān)柜等相關(guān)電氣設(shè)備的額定短時耐受能力；風(fēng)電機(jī)組在漂浮式基礎(chǔ)上的安裝位置及方式；風(fēng)電機(jī)組預(yù)留的用于將動態(tài)電纜接入高壓側(cè)開關(guān)柜的路徑。風(fēng)電場電氣資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：風(fēng)電場總平面布置圖；風(fēng)電場集電線路拓?fù)鋱D；動態(tài)電纜的設(shè)計輸送容量；動態(tài)電纜熱穩(wěn)定校驗計算依據(jù)；與動態(tài)電纜連接的風(fēng)電機(jī)組或升壓站的基礎(chǔ)設(shè)計圖。其他4.6.1 4.1~4.5的內(nèi)容外，還應(yīng)包括下列內(nèi)容：1 1:2000~1:10000全要素海圖資料；場址海域海底管線、光纜、電纜、航標(biāo)、沉船和障礙物等資料；海底管線、光纜、電纜附著的海洋生物情況；場址海域船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）布設(shè)情況，船舶交通流航跡圖以及場址海域附近港口，航道錨地及其附屬設(shè)施，水上交通導(dǎo)、助航設(shè)施等。導(dǎo)體材質(zhì)動態(tài)電纜宜采用銅導(dǎo)體。導(dǎo)體應(yīng)采用阻水設(shè)計，宜采用非緊壓絞合圓形結(jié)構(gòu)。GB/T3953體》GB/T3956的規(guī)定。絕緣絕緣材料應(yīng)采用無填充的抗水樹交聯(lián)聚乙烯。GB50217、《海底電力電纜輸電工程設(shè)計規(guī)范》GB/T51190的規(guī)定。護(hù)層類型鎧裝層、外護(hù)套層。半導(dǎo)電屏蔽層可分為導(dǎo)體屏蔽層和絕緣屏蔽層，并應(yīng)滿足下列要求：導(dǎo)體屏蔽層應(yīng)采用非金屬材料；導(dǎo)體屏蔽層的材料允許工作溫度應(yīng)高于與其接觸的絕緣層，并與絕緣層牢固地粘結(jié)。連接。金屬屏蔽層可由銅帶和銅絲組成，并應(yīng)在整個電纜長度上保持連續(xù)性。分相護(hù)套層宜采用以聚乙烯為基料的半導(dǎo)體材料。內(nèi)護(hù)套層宜采用聚乙烯。鎧裝層應(yīng)滿足下列要求：宜采用鍍鋅鋼絲，也可采用其他不易腐蝕或鍍有保護(hù)層的鋼絲。應(yīng)有兩層或兩層以上鎧裝結(jié)構(gòu)，相鄰層方向應(yīng)異向絞合。芯數(shù)動態(tài)電纜宜采用三芯光電復(fù)合電纜。光纖宜綜合考慮通信和電纜狀態(tài)監(jiān)測的需求。導(dǎo)體截面制器內(nèi)、彎曲加強件內(nèi)、錨固裝置內(nèi)等，導(dǎo)體截面宜按其中散熱最差區(qū)段條件選擇。導(dǎo)體截面應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電力工程電纜設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50217電纜輸電工程設(shè)計規(guī)范》GB/T的規(guī)定。性能指標(biāo)最大軸向抗拉剛度、彎曲剛度、抗沖擊能力、抗擠壓承載力、疲勞性能等。A~D。一般規(guī)定動態(tài)電纜的構(gòu)型可包括上升段、浮力段、下降段、尾段。動態(tài)電纜的構(gòu)型在任意工況下應(yīng)滿足下列要求：任意點的曲率半徑不應(yīng)小于設(shè)計最小彎曲半徑；任意點承受的荷載不應(yīng)超過該點彎曲半徑所對應(yīng)的允許的最大安全工作荷載；不應(yīng)與海床、漂浮式基礎(chǔ)、系泊纜或其他可能對動態(tài)電纜造成損傷的物體發(fā)生碰撞、剮蹭；當(dāng)漂浮式基礎(chǔ)運動時，應(yīng)滿足任意方向的偏移要求。構(gòu)型設(shè)計方法果。設(shè)計輸入應(yīng)包括設(shè)計壽命、電纜基本參數(shù)和使用要求。降段、尾段的長度、形狀、起止位置。6.3要求時，應(yīng)調(diào)整構(gòu)型，并重新進(jìn)行分析。動態(tài)電纜構(gòu)型設(shè)計成果應(yīng)包括下列內(nèi)容：電纜性能參數(shù)；上升段、浮力段、下降段、尾段的長度、形狀、起止位置。對構(gòu)型有影響的附件的設(shè)計方案。構(gòu)型分析6.3.1的各類工況的荷載組合進(jìn)行分析。表6.3.1各類工況的荷載組合工況荷載組合正常工況功能荷載、環(huán)境荷載極限工況功能荷載、環(huán)境荷載偶然工況功能荷載、環(huán)境荷載、偶然荷載安裝工況功能荷載、環(huán)境荷載、安裝荷載析，并滿足下列要求：強度分析時，應(yīng)確保動態(tài)電纜任意點的最小彎曲半徑不應(yīng)小于設(shè)計最小彎曲半徑，任意點承受的荷載不應(yīng)超過該點最小彎曲半徑所對應(yīng)的允許最大安全工作荷載；剛度分析時，應(yīng)確保動態(tài)電纜各截面的組合抗拉和抗彎能力、組合應(yīng)力應(yīng)變、組合剛度滿足設(shè)計要求；疲勞類型應(yīng)包括波致疲勞、渦激振動疲勞、安裝疲勞；干涉分析時，應(yīng)確保動態(tài)電纜上浮段、下降段不與海床、漂浮式基礎(chǔ)、系泊纜或其他可能對動態(tài)電纜造成損傷的物體發(fā)生碰撞、剮蹭；穩(wěn)定性分析時，應(yīng)確保動態(tài)電纜尾段在與海床接觸的部分在垂直方向上不發(fā)生上浮、下沉或側(cè)向偏移。構(gòu)型可采用計算模擬或模型試驗的方法進(jìn)行分析。動態(tài)電纜的設(shè)計最小彎曲半徑應(yīng)滿足下列公式：

RacFRlcF

（6.3.3-1）（6.3.3-2）式中：MR——動態(tài)電纜的設(shè)計最小彎曲半徑（m；ac——極限工況下動態(tài)電纜的最小彎曲半徑（；c——偶然工況下動態(tài)電纜的最小彎曲半徑（m；F6.3.3表6.3.3設(shè)計最小彎曲半徑的安全系數(shù)工況安全系數(shù)極限工況1.5偶然工況1.25件和參數(shù)，當(dāng)缺乏經(jīng)驗資料時，宜進(jìn)行敏感性分析。功能附件能。GB/T51190可使用雙相錨固。動態(tài)電纜敷設(shè)區(qū)域的海面上宜設(shè)置用于標(biāo)記和警示的浮球。構(gòu)型附件浮力塊、重力塊應(yīng)采用非吸水性材料，且結(jié)構(gòu)便于安裝和拆卸。床上的系泊纜連接，夾具表面應(yīng)做好防腐。保護(hù)附件用年限應(yīng)不小于動態(tài)電纜的設(shè)計使用年限。宜在動態(tài)電纜與海床接觸的位置設(shè)置彎曲限制器或防磨保護(hù)管。動態(tài)電纜的長度應(yīng)考慮水下構(gòu)型對電纜長度的影響。敷設(shè)順序。上；待風(fēng)電機(jī)組安裝就位后，可直接由海底牽拉至漂浮式基礎(chǔ)上。當(dāng)動態(tài)電纜在穿越漂浮式基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少對結(jié)構(gòu)性能的影響。GB50217、GB/T51190規(guī)范》GB/T的規(guī)定。附錄A 扭和抗測試測試目的本方法適用于：測量電纜的軸向剛度；驗證電纜在不同拉伸荷載下的扭轉(zhuǎn)平衡；測量電纜在不同拉伸荷載下的扭轉(zhuǎn)剛度；驗證電纜在拉伸荷載下的失效模式。試樣準(zhǔn)備0.5m阻、絕緣電阻和光纖通斷狀態(tài)。測試程序測試前測試進(jìn)行前，需要測量樣纜的導(dǎo)體電阻和絕緣電阻，并檢查光纖通斷狀態(tài)。測試組態(tài)A.1另一端與限制旋轉(zhuǎn)自由度的拉力機(jī)拉桿連接。纜芯從錨固端伸出，便于測試。A.1扭轉(zhuǎn)和抗拉測試示意圖在樣纜下方放置支撐，以防止樣纜受到重力作用發(fā)生彎曲，從而確保拉力機(jī)護(hù)，避免人員傷害。測試步驟測試過程中，記錄單根導(dǎo)體的電阻，直到測試結(jié)束。101%1小時。0.5米在降低樣纜軸向拉力的過程中，其荷載降低步驟與加載步驟一致。23輪的軸向拉力測試.410°測試后測試結(jié)束后，為驗證樣纜的完整性，需要進(jìn)行以下檢查和測量：外觀檢查。絕緣電阻測量。導(dǎo)體電阻測量光纖通斷狀態(tài)檢查。后處理將樣纜從拉力機(jī)移除下來，檢查拉伸荷載作用效果；同時對樣纜的錨固進(jìn)行解剖，以驗證其完好性，相關(guān)數(shù)據(jù)和照片應(yīng)有記錄。附錄B 彎剛度試測試目的本方法適用于驗證電纜彎曲剛度的理論值。試樣準(zhǔn)備取樣纜長度不小于5m，且無彎曲變形。測試程序測試組態(tài)C.1進(jìn)行組裝，一端用兩套夾具固定在工作臺作為固定端，另機(jī)上。圖C.1彎曲剛度測試示意圖測試步驟啟動直線電機(jī)，此時樣纜的活動端將變彎曲。樣纜彎曲時的撓度通過直線電直線電機(jī)保持縮進(jìn)直至電機(jī)的最小量程。四點彎曲測試形式能夠在中間段行程純彎曲行為，因此主要對中間純彎曲部(3位移計)H1、H2、H3。測試結(jié)果根據(jù)試件純彎段的曲率φ換算公式可得：8HH1H2）2L24(H

2 2H1

2

（B.3-1）1 2 2 2F，可計算得到電纜的彎矩為：MFL22

（B.3-2）

MEIzM

（B.3-3）附錄C 沖測試測試目的本方法適用于驗證電纜在不同沖擊下的結(jié)果。試樣準(zhǔn)備取至少2.5倍節(jié)距的樣纜，兩端各預(yù)留1m用于測量導(dǎo)體電阻、絕緣電阻和光纖通斷狀態(tài)。測試程序測試前測試進(jìn)行前，需要測量樣纜的導(dǎo)體電阻和絕緣電阻，并檢查光纖通斷狀態(tài)。測試組態(tài)0.5C.1所示。圖C.1沖擊測試示意圖測試步驟將樣纜標(biāo)記位置③~0.75m移開沖錘，測量絕緣電阻、導(dǎo)體電阻和光纖通斷情況并記錄。將樣纜標(biāo)記位置⑤~1m，進(jìn)行沖擊；移開沖錘，測量絕緣電阻、導(dǎo)體電阻和光纖通斷情況并記錄。測試結(jié)果測試時，在試驗中每次沖擊過后，如果導(dǎo)體電阻、絕緣電阻超過標(biāo)準(zhǔn)或者光纖不通，則本次沖擊能量即為電纜的抗沖擊能力。測試后，對樣纜進(jìn)行外觀檢查和解剖；如果電單元、絕緣層或護(hù)套層等任意位置發(fā)生破壞，則發(fā)生破壞位置對應(yīng)的沖擊能量即為電纜的抗沖擊能力。附錄D 擠測試測試目的本方法適用于驗證電纜在安裝或維修期間是否能承受預(yù)期的擠壓荷載。試樣準(zhǔn)備取樣纜兩段，每段至少5m，兩端各預(yù)留1m用于測量導(dǎo)體電阻、絕緣電阻和光纖通斷狀態(tài)。測試程序測試前測試進(jìn)行前，需要測量樣纜的導(dǎo)體電阻和絕緣電阻，并檢查光纖通斷狀態(tài)。測試組態(tài)1放入壓潰測試設(shè)備，確保壓板位置位于樣纜的中心，移動壓板位置0D.1所示。D.1兩向擠壓測試示意圖2放入壓潰測試設(shè)備，確保壓板位置位于樣纜的中心，移動壓板位置0D.2所示。圖D.1四向擠壓測試示意圖測試步驟連接導(dǎo)體電阻測試設(shè)備，組成一個實時監(jiān)測導(dǎo)體電阻的回路。1220%為5mm每分鐘，實時監(jiān)測壓板位移量。1m，再重復(fù)上述步驟。測試結(jié)果當(dāng)前壓力即為電纜的抗擠壓承載力。本導(dǎo)則用詞說明表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的：表示嚴(yán)格，在正常情況均應(yīng)這樣做的：引用標(biāo)準(zhǔn)名錄包括所有的修改單本文件?！峨娏こ屉娎|設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50217《海底電力電纜輸電工程設(shè)計規(guī)范》GB/T51190《海上風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T5130810kV（Um=12kV）kV（Um=126kV）交聯(lián)聚乙烯絕緣大長度交流海底電纜及附件》中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組動態(tài)電纜設(shè)計導(dǎo)則NB/TXXXX-202X條文說明編制說明《漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組動態(tài)電纜設(shè)計導(dǎo)則》NB/TXXXX-202X，經(jīng)國家能源局XX年XX月XX日以第XX號公告批準(zhǔn)發(fā)布。程設(shè)計的有關(guān)技術(shù)問題，依據(jù)國家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。導(dǎo)則規(guī)定的參考。目 次1 總則 28基本規(guī)定 29基礎(chǔ)資料 304.1 氣象 304.2 海洋水文 304.4 漂浮式基礎(chǔ)與系泊系統(tǒng) 30水下構(gòu)型設(shè)計與校驗分析 31一般規(guī)定 316.3 水下構(gòu)型校驗分析 318 電纜敷設(shè)、支持與固定 321 總則1.0.1求和方法，可作為漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組動態(tài)電纜設(shè)計的重要參考。1.0.3（DNV）《Floatingwindturbinestructures和美國石油學(xué)會（API）標(biāo)準(zhǔn)《RommnddPtieorlxiblePip（PIRP17B,