Типы морских электрических кабелей

Морской кабель должен работать там, где одновременно могут присутствовать влага, соль, вибрация, химикаты, механические нагрузки и ограниченное пространство для установки. Поэтому выбор только по размеру проводника или напряжению может оставить нерешенными важные риски для окружающей среды и безопасности. Покупателям также необходимо отличать судовую проводку от кабелей, установленных на морских сооружениях или постоянно погруженных в воду. В следующих разделах морские электрические кабели классифицируются по функциям, объясняются доступные защитные конструкции и показано, как использовать каждый морской кабель для автоматизации, энергетики, нефтегазовой отрасли и морской ветроэнергетики.

Классифицируйте типы морских кабелей по функциям, которые они выполняют

Терминология морских кабелей может сбить с толку, поскольку некоторые названия описывают функцию цепи, а другие описывают материал или защитную функцию. Мощность, управление, контрольно-измерительные приборы и связь являются функциональными категориями. Бронированные, гибкие, водонепроницаемые, маслостойкие, огнестойкие и малодымные конструкции — это варианты производительности, которые можно применять к нескольким функциональным категориям. Практическая спецификация должна сначала определить, что должен нести кабель, а затем определить защиту, необходимую для зоны его установки.

Кабели для распределения электроэнергии и подводные силовые кабели

Судовые силовые кабели передают электрическую энергию от генераторов, трансформаторов или распределительных щитов к двигателям, освещению, насосам, палубному оборудованию и вспомогательным системам. Кабели низкого напряжения обычно служат для местного распределения, тогда как системы среднего напряжения могут использоваться там, где номинальные характеристики оборудования или расстояния передачи делают более высокое напряжение более практичным. Площадь проводника должна выбираться с учетом тока нагрузки, падения напряжения, режима короткого замыкания, метода установки, группировки и температуры окружающей среды, а не только тока нагрузки.

Подводные силовые кабели составляют отдельную группу, поскольку они рассчитаны на продолжительную подводную эксплуатацию и монтажные нагрузки. Ассортимент подводных кабелей высокого напряжения включает медные или алюминиевые жилы, одно- или трехжильные конфигурации, изоляцию из сшитого полиэтилена, водоблокирующие слои и металлическую броню. Перечисленные области применения включают морские ветряные соединения, прибрежные и островные соединения, подводные сети возобновляемых источников энергии и электроснабжение морских платформ.

Кабели управления и контрольно-измерительные приборы

Кабели управления передают команды, сигналы состояния и функции блокировки между панелями управления, приводами, реле, клапанами и оборудованием. Измерительные кабели служат для чувствительных цепей измерения, связанных с давлением, температурой, расходом, уровнем и другими переменными процесса. Хотя их функции частично совпадают, измерительные схемы часто требуют более строгого контроля электромагнитных помех и перекрестных помех между парами.

Экранированная или плетеная конструкция может защитить сигналы низкого уровня, когда трасса проходит рядом с двигателями, частотно-регулируемыми приводами, фидерами питания или коммутационным оборудованием. На странице «Гибкий контрольный кабель» описаны многожильные, экранированные, бронированные и безгалогенные варианты с низким дымовыделением. Он также определяет версии, устойчивые к солевому туману и влаге, для морских платформ и систем морской автоматизации.

Кабели связи и оптоволоконные кабели

Кабели связи поддерживают сети передачи данных, системы мониторинга, сигнализации, навигационное оборудование, связь между платформами и связи между морскими активами. Медные кабели передачи данных подходят для более коротких линий, но оптоволокно обеспечивает высокую пропускную способность, не проводит электрический ток и не подвержено влиянию электромагнитных помех. Их производительность по-прежнему зависит от подходящей механической защиты, гидроизоляции, методов подключения и прокладки.

Для подводной и дальней связи Морской оптоволоконный кабель может включать в себя оптический блок, наполнитель, силовой элемент, водонепроницаемый барьер, броню из стальной проволоки и внешнюю полиэтиленовую оболочку. Легкие, однобронированные и двухбронированные конструкции могут рассматриваться в зависимости от глубины установки, состояния морского дна, растягивающей нагрузки и подверженности внешним повреждениям.

Морские кабели специального назначения

Названия кабелей специального назначения описывают экологические или механические характеристики, а не подключенное оборудование. Гибкие кабели используются там, где движение, вибрация или сложная прокладка делают жесткую конструкцию непригодной. Бронированные конструкции повышают устойчивость к ударам, раздавливанию, растяжению и другим внешним силам, но дополнительные слои увеличивают диаметр, вес и жесткость на изгиб.

Огнестойкие и негорючие кабели также служат разным целям. Огнестойкая конструкция ограничивает распространение пламени, а огнестойкий кабель предназначен для сохранения работоспособности цепи в течение определенного периода испытаний. Поэтому аварийное освещение, сигнализация, системы отключения и критически важные коммуникации могут требовать иных доказательств, чем обычные цепи питания или управления.

Сопоставьте конструкцию морского кабеля с зоной воздействия

Кабель, проложенный внутри защищенного аппаратного помещения, подвергается различным условиям: кабель, проложенный по открытой палубе, через зону затопления, вниз по башне турбины или по морскому дну. Экологическая классификация должна учитывать постоянное погружение, прерывистое распыление, конденсацию, воздействие ультрафиолета, температуру, химические вещества, вибрацию, истирание и потенциальное воздействие. Недостаточно называть каждое изделие, предназначенное для влажных зон, морским кабелем, поскольку случайная устойчивость к влаге не означает автоматически пригодность для постоянного погружения в воду.

Если попадание влаги является основным риском, В водонепроницаемом кабеле используется водостойкая изоляция или уплотнительные конструкции, которые помогают защитить проводники во влажной, наружной, подземной или морской прокладке. Требуемая конструкция по-прежнему зависит от того, связано ли воздействие с влажностью, прямыми брызгами, временным затоплением или постоянным подводным давлением. Соединения, сальники и клеммы должны обеспечивать защиту, соответствующую самому кабелю; в противном случае вода может попасть в соединение, даже если внешняя оболочка остается неповрежденной.

Машинные отделения, гидравлические системы, буровое оборудование и технологические зоны могут подвергать оболочки кабелей воздействию топлива, смазочных материалов, смазки или химикатов. Ан В маслостойком кабеле используется оболочка и изоляционные материалы, выбранные для уменьшения вызванного маслом набухания, размягчения, растрескивания или потери механической прочности. Маслостойкость следует оценивать вместе с температурой, истиранием, влажностью и конкретной используемой жидкостью, поскольку одна общая маркировка устойчивости может не охватывать все химические концентрации или продолжительность воздействия.

Механическая защита также должна соответствовать маршруту. Броня может подойти для открытых, подземных или подводных участков, в то время как гибкая небронированная конструкция может лучше работать на защищенных маршрутах, которые подвергаются повторяющемуся перемещению. Экранирование выбирается из соображений электромагнитной совместимости, а не в качестве замены брони или гидроизоляции. Аналогичным образом, оболочка LSZH может снизить выбросы дыма и галогенов во время пожара, но не обеспечивает самостоятельно целостность цепи или постоянную пригодность для подводной эксплуатации.

Подбор семейств кабелей для морских применений

Для каждого морского проекта обычно требуется несколько семейств морских кабелей, а не одна универсальная конструкция. В таблице ниже общие области применения связаны с их основными схемами и приоритетами выбора.

Морская автоматизация зависит от надежной координации между датчиками, контроллерами, исполнительными механизмами, приводами и системами безопасности. Силовые цепи должны быть отделены от чувствительных сигнальных путей, где это возможно, а экраны, устройства заземления и геометрия кабеля должны выбираться как часть полной конструкции электромагнитной совместимости. Гибкость особенно важна для движущихся узлов, компактных шкафов и маршрутов, подверженных вибрации.

Морские ветряные электростанции сочетают в себе внутреннюю проводку турбины, соединения массивов, экспортные цепи, мониторинг состояния и связь. Нефтяные и газовые платформы создают сложные технологические среды, в которых воздействие нефти, пожаробезопасность, механическая защита и целостность сигнала могут влиять на характеристики одного кабеля. Подводные цепи создают дополнительные риски во время производства, разгрузки, транспортировки, укладки, захоронения, эксплуатации и возможного восстановления. Поэтому проектирование и обеспечение качества подводного силового кабеля следует рассматривать как процесс жизненного цикла, а не решение, касающееся только продукта.

Используйте процесс выбора структурированного морского кабеля

Начнем с электромонтажных работ. Запишите напряжение системы, рабочий ток, допустимое падение напряжения, уровень короткого замыкания, частоту, конфигурацию проводников и подключенное оборудование. Для цепей управления и контрольно-измерительных приборов также определите тип сигнала, количество пар или жил, схему экранирования, пределы емкости и принцип заземления. Морской кабель, выбранный без полных данных о схеме, может быть слишком большим в одном отношении, но неадекватным в другом.

Затем задокументируйте маршрут установки по разделам. Определите защищенные внутренние помещения, открытые палубы, зоны брызг, машинные помещения, химические зоны, динамические секции, подземные маршруты и постоянно погруженные в воду секции. Запишите ожидаемую температуру, минимальное пространство для изгиба, вибрацию, натяжение, интервал между опорами, риск удара и доступность для замены. Этот метод, основанный на маршрутах, часто показывает, что разные участки требуют разных конструкций кабелей или инженерных переходов.

Требования пожарной безопасности следует устанавливать независимо от влажности и механических характеристик. Определите, требует ли схема контроля распространения пламени, снижения выбросов дыма и агрессивных газов или продолжения работы во время пожара. Цепи аварийной ситуации и безопасности могут потребовать более строгой конструкции, маршрутизации, разделения и испытаний, чем обычные сети. Сертификат, отчет об испытаниях и применимый стандарт должны соответствовать фактической конструкции предлагаемого кабеля, а не широкой категории продукции.

Серия стандартов IEC 60092 содержит отдельные требования к конструкции кабелей, силовым цепям, цепям управления и контрольно-измерительных приборов, а также к выбору и установке кабелей на борту судов и морских установок. МЭК 60092-350 касается общей конструкции и испытаний, МЭК 60092-353 охватывает определенные судовые и морские силовые кабели, а МЭК 60092-376 применяется к экранированным и неэкранированным контрольным и контрольно-измерительным кабелям. В стандарте IEC 60092-352 рассматриваются условия выбора, установки и эксплуатации, включая стационарные системы, на которые влияет вибрация или движение судна.

Сами по себе стандарты не дополняют спецификацию. Покупатель должен подтвердить редакцию проекта, классификационные требования, разрешения уполномоченных органов, правила установки и документацию, ожидаемую для судна или морской установки. Подводные и морские динамические кабели также могут потребовать анализа конкретного проекта, выходящего за рамки обычных стандартов судовых кабелей. Заключительная проверка должна сравнить техническое описание, строительный чертеж, план испытаний, аксессуары, систему соединений и предположения о маршруте в одном пакете.

Избегайте ошибок при установке и обслуживании

Даже правильно выбранный морской кабель может преждевременно выйти из строя при превышении натяжения, давления на боковую стенку или минимального радиуса изгиба во время установки. Неподдерживаемые пролеты и перетянутые планки могут создать концентрированное напряжение, а несовместимые сальники могут повредить оболочку или оставить неэффективную защиту от окружающей среды. Подводные системы требуют контролируемого обращения, поскольку нагрузки при установке могут существенно отличаться от обычных рабочих нагрузок.

Качество терминации заслуживает не меньшего внимания. Соединение брони, заземление экрана, подготовка проводников, герметизация и разгрузка от натяжения должны соответствовать утвержденному проекту. Совмещение силового и чувствительного оборудования на неподходящих маршрутах может привести к возникновению помех, которые могут оказаться неисправностью оборудования, а не проблемой кабеля. Поэтому ввод в эксплуатацию должен включать соответствующие испытания изоляции, непрерывности, проводника, экрана, оптические и функциональные испытания.

Интервалы проверок должны отражать серьезность воздействия окружающей среды и критичность цепи. Бригады технического обслуживания должны следить за растрескиванием кожуха, его сплющиванием, истиранием, ослаблением опор, коррозией, износом, связанным с маслом, перегревом соединений и попаданием воды возле сальников или соединений. Записи тенденций помогают отличить отдельные повреждения от повторяющихся проблем, вызванных маршрутизацией, перемещением, загрязнением или неправильной защитой. Ремонт должен восстанавливать первоначальные электрические, механические, противопожарные и экологические характеристики, а не просто закрывать видимые повреждения.

Заключение

Выбор морского кабеля следует начинать с функции цепи, а затем учитывать напряжение, воздействие воды, химикаты, движение, механическую нагрузку, поведение при возгорании, помехи сигнала и применимые требования к сертификации. Судовые, платформенные и подводные цепи не следует рассматривать как идентичные установки. Yongchuang работает как производитель и поставщик кабелей силовых, управляющих, специальных и коммуникационных кабелей. Ее проверенный ассортимент продукции может обеспечить более точное соответствие конструкции кабеля требованиям морской автоматизации, морской энергетики, нефтегазовых платформ и морской ветроэнергетики.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: В чем разница между морским кабелем и подводным кабелем?

Ответ: Морской кабель обычно используется на судах или морских объектах, а подводный кабель предназначен для непрерывной подводной прокладки, давления, блокировки воды и нагрузок на морское дно.

Вопрос: Какие типы морских кабелей используются на морских ветряных электростанциях?

Ответ: В морских ветроэнергетических проектах обычно используются подводные силовые кабели, внутренние силовые кабели, кабели управления и контрольно-измерительные приборы, а также оптоволоконные кабели для подключения к сети, автоматизации и мониторинга.

Вопрос: Почему морские кабели управления часто экранируются?

Ответ: Экранирование снижает электромагнитные помехи от близлежащих силовых кабелей, двигателей и коммутационного оборудования, помогая чувствительным сигналам управления и приборов оставаться стабильными и точными.

Вопрос: Любой ли водонепроницаемый кабель пригоден для постоянного погружения в воду?

О: Нет. Устойчивость к влаге или временному воздействию воды не означает автоматически пригодность к длительному погружению, подводному давлению, напряжению при монтаже или истиранию морского дна.

Вопрос: Когда необходим бронированный морской кабель?

О: Бронирование рассматривается в тех случаях, когда трасса подвергает кабели воздействию ударов, смятий, тяговых усилий, опасности захоронения или деятельности на морском дне, но в защищенных гибких маршрутах она может быть ненужной.