Các loại cáp điện hàng hải

Cáp hàng hải phải hoạt động ở nơi có thể xảy ra đồng thời độ ẩm, muối, độ rung, hóa chất, tải trọng cơ học và không gian lắp đặt hạn chế. Do đó, việc chỉ chọn theo kích thước dây dẫn hoặc điện áp có thể không giải quyết được các rủi ro quan trọng về môi trường và an toàn. Người mua cũng cần phân biệt hệ thống dây điện trên tàu với các loại cáp lắp đặt trên các công trình ngoài khơi hoặc chìm vĩnh viễn dưới biển. Các phần sau đây phân loại cáp điện hàng hải theo chức năng, giải thích các kết cấu bảo vệ hiện có và chỉ ra cách kết hợp từng cáp hàng hải với các ứng dụng tự động hóa, năng lượng, dầu khí và gió ngoài khơi.

Phân loại các loại cáp biển theo công việc chúng thực hiện

Thuật ngữ cáp hàng hải có thể trở nên khó hiểu vì một số tên mô tả chức năng của mạch, trong khi những tên khác mô tả vật liệu hoặc tính năng bảo vệ. Quyền lực, điều khiển, thiết bị đo đạc và thông tin liên lạc là các phạm trù chức năng. Các công trình được bọc thép, linh hoạt, không thấm nước, chịu dầu, chống cháy và ít khói là những lựa chọn về hiệu suất có thể được áp dụng cho một số hạng mục chức năng. Thông số kỹ thuật thực tế trước tiên phải xác định những gì cáp phải mang và sau đó xác định mức bảo vệ cần thiết cho vùng lắp đặt của nó.

Cáp phân phối điện và cáp điện ngầm

Cáp điện hàng hải phân phối năng lượng điện từ máy phát điện, máy biến áp hoặc tổng đài đến động cơ, hệ thống chiếu sáng, máy bơm, máy móc trên boong và hệ thống phụ trợ. Cáp điện áp thấp thường phục vụ phân phối cục bộ, trong khi hệ thống điện áp trung bình có thể được sử dụng ở những nơi mà định mức thiết bị hoặc khoảng cách truyền tải khiến điện áp cao hơn trở nên thiết thực hơn. Diện tích dây dẫn phải được chọn cho dòng điện tải, độ sụt áp, nhiệm vụ ngắn mạch, phương pháp lắp đặt, nhóm và nhiệt độ môi trường thay vì chỉ dòng điện tải.

Cáp điện ngầm tạo thành một nhóm riêng biệt vì chúng được thiết kế cho tải lắp đặt và dịch vụ dưới nước liên tục. các Dòng cáp ngầm điện áp cao bao gồm dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm, cấu hình một hoặc ba lõi, lớp cách điện XLPE, lớp chặn nước và áo giáp kim loại. Các ứng dụng được liệt kê bao gồm kết nối gió ngoài khơi, kết nối ven biển và hải đảo, mạng lưới năng lượng tái tạo dưới biển và cung cấp điện nền tảng ngoài khơi.

Cáp điều khiển và thiết bị đo đạc

Cáp điều khiển mang các lệnh, tín hiệu trạng thái và chức năng khóa liên động giữa bảng điều khiển, bộ truyền động, rơle, van và máy móc. Cáp thiết bị phục vụ các mạch đo nhạy cảm liên quan đến áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, mức và các biến quy trình khác. Mặc dù các chức năng của chúng chồng chéo lên nhau, các mạch thiết bị thường yêu cầu kiểm soát nhiễu điện từ và nhiễu xuyên âm cặp đôi chặt chẽ hơn.

Thiết kế được sàng lọc hoặc bện có thể bảo vệ các tín hiệu mức thấp khi tuyến đường đi qua gần động cơ, bộ truyền động tần số thay đổi, bộ cấp nguồn hoặc thiết bị chuyển mạch. các Trang Cáp Điều khiển Linh hoạt mô tả các tùy chọn đa lõi, được che chắn, bọc thép và không có halogen ít khói. Nó cũng xác định các phiên bản chống phun muối và chống ẩm cho giàn khoan ngoài khơi và hệ thống tự động hóa hàng hải.

Cáp thông tin và cáp quang

Cáp truyền thông hỗ trợ mạng dữ liệu, hệ thống giám sát, báo động, thiết bị định vị, nền tảng liên lạc và liên kết giữa các tài sản ngoài khơi. Cáp dữ liệu đồng có thể phù hợp với các liên kết ngắn hơn, nhưng cáp quang cung cấp dung lượng dữ liệu cao mà không dẫn dòng điện và không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ. Hiệu suất của chúng vẫn phụ thuộc vào khả năng bảo vệ cơ học phù hợp, chặn nước, phương pháp chấm dứt và định tuyến.

Đối với các liên kết dưới nước và khoảng cách xa, Cáp quang ngoài khơi có thể kết hợp bộ phận quang học, hợp chất làm đầy, bộ phận chịu lực, rào chắn chống thấm, áo giáp dây thép và vỏ bọc bên ngoài PE. Các cấu trúc nhẹ, bọc thép đơn và bọc thép đôi có thể được xem xét tùy theo độ sâu lắp đặt, điều kiện đáy biển, tải trọng kéo và khả năng tiếp xúc với hư hỏng bên ngoài.

Cáp Hàng Hải Chuyên Dụng

Tên cáp dịch vụ đặc biệt mô tả hiệu suất môi trường hoặc cơ học hơn là thiết bị được kết nối. Cáp linh hoạt được sử dụng khi chuyển động, rung hoặc đi dây khó khăn khiến cho kết cấu cứng nhắc không phù hợp. Thiết kế bọc thép tăng thêm khả năng chống va đập, nghiền nát, căng thẳng và các lực bên ngoài khác, nhưng các lớp bổ sung làm tăng đường kính, trọng lượng và độ cứng khi uốn.

Cáp chống cháy và chống cháy cũng phục vụ các mục đích khác nhau. Cấu trúc chống cháy hạn chế sự lan truyền của ngọn lửa, trong khi cáp chống cháy nhằm mục đích duy trì hoạt động của mạch điện trong khoảng thời gian thử nghiệm xác định. Do đó, hệ thống chiếu sáng khẩn cấp, báo động, hệ thống tắt máy và thông tin liên lạc quan trọng có thể yêu cầu bằng chứng khác với mạch điện hoặc mạch điều khiển thông thường.

Kết hợp việc xây dựng cáp biển với vùng tiếp xúc

Cáp được lắp đặt bên trong phòng thiết bị được bảo vệ phải đối mặt với các điều kiện khác nhau, từ cáp được truyền qua boong hở, qua vùng bắn nước, xuống tháp tuabin hoặc dọc theo đáy biển. Phân loại môi trường nên xem xét việc ngâm liên tục, phun không liên tục, ngưng tụ, tiếp xúc với tia cực tím, nhiệt độ, hóa chất, độ rung, mài mòn và tác động tiềm ẩn. Gọi mọi sản phẩm dành cho khu vực ẩm ướt là cáp hàng hải là không đủ vì khả năng chống ẩm không thường xuyên không tự động chứng minh được sự phù hợp cho việc ngâm chìm vĩnh viễn.

Khi độ ẩm xâm nhập là rủi ro chính, Cáp chống nước sử dụng cấu trúc cách nhiệt hoặc bịt kín chống nước để giúp bảo vệ dây dẫn trong các công trình lắp đặt ẩm ướt, ngoài trời, dưới lòng đất hoặc trên biển. Việc xây dựng cần thiết vẫn phụ thuộc vào việc tiếp xúc có liên quan đến độ ẩm, phun trực tiếp, ngập nước tạm thời hay áp lực liên tục dưới nước. Các mối nối, đệm và đầu cuối phải cung cấp sự bảo vệ phù hợp với chính cáp; nếu không, nước có thể xâm nhập vào điểm nối ngay cả khi lớp vỏ bên ngoài vẫn còn nguyên.

Phòng máy, hệ thống thủy lực, thiết bị khoan và khu vực xử lý có thể khiến vỏ cáp tiếp xúc với nhiên liệu, chất bôi trơn, dầu mỡ hoặc hóa chất. MỘT Cáp chống dầu sử dụng vật liệu vỏ và cách điện được lựa chọn để giảm hiện tượng phồng, mềm, nứt hoặc mất độ bền cơ học do dầu. Độ bền dầu phải được đánh giá cùng với nhiệt độ, độ mài mòn, độ ẩm và chất lỏng cụ thể có liên quan vì một nhãn độ bền chung có thể không bao gồm mọi nồng độ hóa chất hoặc thời gian tiếp xúc.

Bảo vệ cơ khí cũng phải phù hợp với lộ trình. Lớp bọc thép có thể thích hợp cho các phần lộ ra ngoài, bị chôn vùi hoặc dưới đáy biển, trong khi công trình không được bọc thép linh hoạt có thể hoạt động tốt hơn trên các tuyến đường được bảo vệ có chuyển động lặp đi lặp lại. Tấm chắn được chọn để tương thích điện từ, không thay thế cho áo giáp hoặc chặn nước. Tương tự, vỏ bọc LSZH có thể giảm khói và khí thải halogen trong khi cháy nhưng không thiết lập độc lập tính toàn vẹn của mạch hoặc khả năng phù hợp lâu dài dưới nước.

Kết hợp các dòng cáp với các ứng dụng ở nước ngoài

Mỗi dự án ngoài khơi thường yêu cầu nhiều dòng cáp biển thay vì một công trình chung. Bảng dưới đây liên kết các lĩnh vực ứng dụng phổ biến với các mạch chính và các ưu tiên lựa chọn.

Tự động hóa hàng hải phụ thuộc vào sự phối hợp đáng tin cậy giữa các cảm biến, bộ điều khiển, cơ cấu chấp hành, bộ truyền động và hệ thống an toàn. Các mạch điện phải được tách biệt khỏi các tuyến tín hiệu nhạy cảm khi thực tế, trong khi màn hình, bố trí nối đất và hình dạng cáp phải được chọn như một phần của thiết kế tương thích điện từ hoàn chỉnh. Tính linh hoạt đặc biệt có liên quan đến việc di chuyển các cụm, tủ nhỏ gọn và các tuyến đường có thể bị rung.

Các trang trại gió ngoài khơi kết hợp hệ thống dây điện bên trong tuabin, kết nối mảng, mạch xuất khẩu, giám sát tình trạng và thông tin liên lạc. Các nền tảng dầu khí bổ sung thêm các môi trường xử lý đòi hỏi khắt khe, trong đó việc tiếp xúc với dầu, hiệu suất cháy, bảo vệ cơ học và tính toàn vẹn của tín hiệu đều có thể ảnh hưởng đến thông số kỹ thuật của một cáp. Các mạch dưới biển gây ra nhiều rủi ro hơn trong quá trình sản xuất, bốc dỡ, vận chuyển, đặt, chôn cất, vận hành và có thể phục hồi. Do đó, việc thiết kế và đảm bảo cáp điện dưới biển phải được coi là một quá trình trong vòng đời chứ không phải là một quyết định chỉ dành cho sản phẩm.

Sử dụng quy trình lựa chọn cáp biển có cấu trúc

Bắt đầu với nhiệm vụ điện. Ghi lại điện áp hệ thống, dòng điện vận hành, độ sụt điện áp cho phép, mức ngắn mạch, tần số, cấu hình dây dẫn và thiết bị được kết nối. Đối với các mạch điều khiển và thiết bị đo đạc, cũng xác định loại tín hiệu, số lượng cặp hoặc lõi, cách sắp xếp sàng lọc, giới hạn điện dung và nguyên tắc nối đất. Cáp hàng hải được lựa chọn không có dữ liệu mạch hoàn chỉnh có thể quá khổ ở một khía cạnh nhưng lại không đủ ở khía cạnh khác.

Tiếp theo, ghi lại lộ trình cài đặt theo từng phần. Xác định các khu vực trong nhà được bảo vệ, sàn lộ thiên, khu vực bắn nước, không gian máy móc, khu vực hóa chất, khu vực động, tuyến đường bị chôn vùi và khu vực ngập nước vĩnh viễn. Ghi lại nhiệt độ dự kiến, không gian uốn tối thiểu, độ rung, lực kéo, khoảng thời gian hỗ trợ, rủi ro va đập và khả năng tiếp cận để thay thế. Phương pháp dựa trên tuyến đường này thường cho thấy rằng các đoạn khác nhau yêu cầu kết cấu cáp khác nhau hoặc các chuyển tiếp được thiết kế khác nhau.

Yêu cầu về lửa phải được xác định độc lập với độ ẩm và hiệu suất cơ học. Xác định xem mạch có yêu cầu kiểm soát sự lan truyền của ngọn lửa, giảm khói và khí thải ăn mòn hay tiếp tục hoạt động trong khi cháy. Các mạch khẩn cấp và an toàn có thể yêu cầu xây dựng, định tuyến, phân tách và kiểm tra chặt chẽ hơn so với các dịch vụ thông thường. Giấy chứng nhận, báo cáo thử nghiệm và tiêu chuẩn áp dụng phải tương ứng với thiết kế cáp thực tế được cung cấp chứ không phải danh mục sản phẩm chung.

Bộ tiêu chuẩn IEC 60092 cung cấp các yêu cầu riêng biệt về kết cấu cáp, mạch điện, mạch điều khiển và thiết bị đo đạc, lựa chọn và lắp đặt cáp trên tàu và các thiết bị ngoài khơi. IEC 60092-350 đề cập đến việc xây dựng và thử nghiệm chung, IEC 60092-353 đề cập đến các loại cáp điện ngoài khơi và cáp điện trên tàu cụ thể, còn IEC 60092-376 áp dụng cho cáp điều khiển và thiết bị đo đạc có màn chắn và không màn chắn. IEC 60092-352 đề cập đến các điều kiện lựa chọn, lắp đặt và vận hành, bao gồm cả các hệ thống cố định bị ảnh hưởng bởi rung động hoặc chuyển động của tàu.

Tiêu chuẩn một mình không hoàn thành các đặc điểm kỹ thuật. Người mua phải xác nhận phiên bản dự án, yêu cầu phân loại, phê duyệt của cơ quan có thẩm quyền, quy tắc lắp đặt và tài liệu dự kiến ​​dành cho tàu hoặc thiết bị ngoài khơi. Cáp ngầm và cáp động ngoài khơi cũng có thể yêu cầu phân tích dự án cụ thể ngoài các tiêu chuẩn cáp thông thường trên tàu. Đánh giá cuối cùng nên so sánh bảng dữ liệu, bản vẽ thi công, kế hoạch kiểm tra, phụ kiện, hệ thống nối và các giả định về tuyến đường như một gói.

Tránh lỗi cài đặt và bảo trì

Ngay cả cáp hàng hải được lựa chọn chính xác cũng có thể bị hỏng sớm khi lực căng kéo, áp suất thành bên hoặc bán kính uốn cong tối thiểu bị vượt quá trong quá trình lắp đặt. Các nhịp không được hỗ trợ và các thanh chắn quá chặt có thể tạo ra ứng suất tập trung, trong khi các vòng đệm không tương thích có thể làm hỏng vỏ bọc hoặc để lại lớp bịt kín môi trường không hiệu quả. Các hệ thống dưới biển yêu cầu xử lý có kiểm soát vì tải trọng lắp đặt có thể khác biệt đáng kể so với tải trọng vận hành thông thường.

Chất lượng chấm dứt xứng đáng được quan tâm như nhau. Việc liên kết áo giáp, nối đất màn chắn, chuẩn bị dây dẫn, bịt kín và giảm lực căng phải tuân theo thiết kế đã được phê duyệt. Việc trộn công suất và thiết bị đo nhạy cảm theo các tuyến không phù hợp có thể gây ra hiện tượng nhiễu dường như là lỗi thiết bị chứ không phải là sự cố cáp. Do đó, việc vận hành thử phải bao gồm các thử nghiệm cách điện, tính liên tục, dây dẫn, màn chắn, quang học và chức năng có liên quan.

Khoảng thời gian kiểm tra phải phản ánh mức độ nghiêm trọng của môi trường và mức độ quan trọng của mạch điện. Đội bảo trì nên tìm kiếm các vết nứt, phẳng, mài mòn, hỗ trợ lỏng lẻo, ăn mòn, hư hỏng do dầu, kết nối quá nóng và nước xâm nhập gần các tuyến hoặc khớp. Hồ sơ xu hướng giúp phân biệt hư hỏng riêng biệt với các sự cố lặp lại do định tuyến, di chuyển, nhiễm bẩn hoặc bảo vệ không đúng cách. Việc sửa chữa phải khôi phục lại hiệu suất ban đầu về điện, cơ, cháy và môi trường thay vì chỉ che đi những hư hỏng có thể nhìn thấy được.

Phần kết luận

Việc lựa chọn cáp hàng hải phải bắt đầu bằng chức năng mạch điện, sau đó tính đến điện áp, khả năng tiếp xúc với nước, hóa chất, chuyển động, tải trọng cơ học, đặc tính cháy, nhiễu tín hiệu và các yêu cầu phê duyệt hiện hành. Trên tàu, giàn và các mạch dưới biển không được coi là các hệ thống lắp đặt giống hệt nhau. Yongchuang hoạt động như một nhà sản xuất và cung cấp cáp cung cấp các loại cáp điện, cáp điều khiển, cáp chuyên dụng và cáp truyền thông. Phạm vi sản phẩm đã được xác minh của nó có thể hỗ trợ kết hợp chính xác hơn việc xây dựng cáp với tự động hóa hàng hải, năng lượng ngoài khơi, giàn khoan dầu khí và gió ngoài khơi.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Cáp biển và cáp ngầm khác nhau như thế nào?

Trả lời: Cáp hàng hải thường được sử dụng trên tàu hoặc các thiết bị ngoài khơi, trong khi cáp ngầm được thiết kế để lắp đặt liên tục dưới nước, áp lực, chặn nước và tải trọng dưới đáy biển.

Câu hỏi: Những loại cáp biển nào được sử dụng trong các trang trại gió ngoài khơi?

Trả lời: Các dự án gió ngoài khơi thường sử dụng cáp điện ngầm, cáp điện nội bộ, cáp điều khiển và thiết bị đo đạc cũng như cáp quang để kết nối lưới điện, tự động hóa và giám sát.

Hỏi: Tại sao cáp điều khiển hàng hải thường được che chắn?

Trả lời: Tấm chắn giúp giảm nhiễu điện từ từ cáp điện, động cơ và thiết bị chuyển mạch gần đó, giúp các tín hiệu điều khiển và thiết bị đo nhạy cảm vẫn ổn định và chính xác.

Hỏi: Có phải mọi loại cáp chống nước đều thích hợp để ngâm nước vĩnh viễn không?

Trả lời: Không. Khả năng chống ẩm hoặc tiếp xúc với nước tạm thời không tự động tạo nên sự phù hợp cho việc ngâm liên tục, áp suất dưới nước, lực căng khi lắp đặt hoặc mài mòn dưới đáy biển.

Hỏi: Khi nào cần sử dụng cáp bọc thép hàng hải?

Đáp: Lớp giáp được xem xét khi tuyến cáp bị va đập, bị nghiền nát, lực kéo, nguy cơ chôn vùi hoặc hoạt động dưới đáy biển, nhưng nó có thể không cần thiết trong các tuyến linh hoạt được bảo vệ.