海南联网工程500kV海底电缆保护区安全分析及

引言

海南联网系统是我国第一个超高压、双回、长距离、大容量跨海电力联网工程,其建成投运实现了海南电网与南方电网主网联网运行,极大提升了海南电网安全可靠运行能力。

随着海洋资源的不断开发及跨区输电的需要,海底电缆(光缆)运维显得尤为重要。琼州海峡海况复杂,风急浪高,平均水深44m,最深达110m,是我国南海北部通往北部湾的必经航道,过往船只数量极大,覆盖区域广阔,所以海缆的安全稳定运行受船只通航的影响极大。如何确保海缆安全?就需要设置多道防线,如海缆保护宣传、海缆保护监视、海缆自身防护能力、海缆应急保障系统建设等。

本文对海缆应急保障系统建设中应急处置进行重点论述,并对海缆保护区电缆安全及船只抛锚情况进行分析,希望能帮助有关人员有效判断船只锚点与海缆距离,从而确保海缆安全稳定运行。

1海缆安全分析

海缆在运行中受外部因素影响大,运维工作上需针对性制定策略。影响因素可分为自然破坏,如地震、潮汐、波浪、冲刷等:人类、动物活动,如海底物质的摩擦撕咬、人类活动的破坏等。通过分析海缆的威胁,对比海缆自身保护能力,可以看出海缆运维工作的重点和需要补充的内容。

1.1海上捕捞及养殖

琼州海峡传统的渔业活动包括养殖网、定置网、流刺网、拖网、围网、修建渔港等一直是海缆安全的重大隐患,抛锚、打桩以及渔具沉块移位均会造成海缆损坏。由于现在近海渔业资源匮乏,为适应远航需求,新渔船吨位在不断增大,以200总吨的船舶为主,与之配套的铁锚的尺寸、重量也在增大。传统渔场的枯竭,也导致各种网具的新增。因此,在海缆保护区要严禁各种海洋种养殖及捕捞作业。

1.2航运及海洋工程

琼州海峡每年过往轮船11万艘,外轮2000余艘,这些航运船只一般使用霍尔锚,锚重2~10t、锚抓力0.34~69.0t、入土深度1.0~2.0m。海上施工船舶对海缆造成的锚害最大,主要为海上勘验平台、挖泥船、抽砂船等。这类船只排水量很大,在航运上较少受交管调控,多为外来船只,对海缆路由及保护不了解,且船型简单、体积大,船上配备有深挖或固定装置,出于稳定地锚泊在海上进行有关作业的考虑,这类船舶配置的锚一般数量很多且配重大。海上勘验平台、挖泥船、抽砂船等船舶往往证件不齐,设备设施简陋,且存在多次改造状况,该类船只锚型基本为大抓力海军锚,入土深度达到2m以上,远远超过了海缆现有保护措施的承受范围。因此,对于该类船舶需要提出针对性管控措施。

1.3自然因素

在潮汐、波浪共同作用下,海缆登陆段内泥土随着海水的进退被不断带出斜坡底部,造成斜坡底部泥土大量流失,最终导致斜坡下部掏空现象。海水夹杂着碎石拍打到悬空的斜坡上,直接导致斜坡面被破坏。

2船只抛锚因素分析

2.1气象因素

正常航行情况下,船舶不会抛锚,但如受天气影响,抛锚既安全又经济,船舶就会根据风向、风力等天气情况来选择锚地,在无法到达锚地时会选择其他较好的地方进行锚泊,以免受到风浪的袭击。在台风多发季节,船只随机抛锚可能性较大。

在无法到达锚地时,船长一般选择水流不太急或无回流、花水现象出现且海底比较平坦的地方进行锚泊。根据船舶装载情况选择适当水深,一般不小于吃水的两至三倍。海底地质好坏直接影响锚的抓力,在抓地力差的地方可抛八字锚加固抓力。水深超过70m一般不适宜锚泊,因为锚链长、重量大,不易被绞起,据此可知海缆保护区中央深槽部分正常船只抛锚可能性低。

2.2海域因素

(1)广东侧路由向西即为北部湾进入琼州海峡的航道,受海峡"狭管效应"的影响,流速急且方向多变,如遇天气变化,进入琼州海峡的船只为保证安全,会选择抛锚避风。

(2)海南侧海缆路由比邻马村港外锚地且在进出港航道附近,马村港在不断扩建,受其影响,海南侧海缆附近的船只抛锚也有所增加。

(3)琼州海峡中部水深大、海流急,为海峡西北航行主航道,正常航行船只不会选择此区域抛锚,但在极端情况下可能存在因主机故障、拖船马力不足、散货船顶流节约油料等其他因素选择在此区域抛锚的风险。小渔船在该区域抛锚少,多为放网捕鱼作业。

2.3不可控因素

船舶是一个复杂的整体系统,系统中设备众多,包括主机、舵机、发电机、雷达、无线电通信、吊机、绞车、通风系统、排水系统等,因此在长期的海上航行中发生零部件故障的概率较高,这些都属于不可控因素。

3船舶抛锚出海处置现场取证

3.1基本信息

出海处置前,从相关监视系统获取船只基本信息:到达现场后,使用照相机及现场记录仪记录现场情况,对船只信息如船名、船只类型、船只吨位、船籍、船长、船宽、所配锚的数量、锚重、锚型等进行核实并记录。

3.2海缆保护区分类及处置措施

1级监视告警区:距海底电缆西侧、东侧500m的区域:1级监视告警区:距海底电缆西侧、东侧2海里的区域:I级监视告警区:距海底电缆西侧、东侧5海里的区域。依照不同预警启动对应的应急响应等级。在I级监视告警区、Ⅲ级监视告警区发生船只抛锚,必须对船只锚点进行测量,确定锚点对海缆无影响后反向起锚并驶离海缆保护区。

粗略测量锚点方法:如图1所示,A点为船只,B点为A点对应海平面,C点为锚点。设水深AB为h、锚绳(链)AC长度为s、AC水平距离BC为s。水深h可在船只上读取,锚绳(链)长s为2~3倍水深,所以可得以下公式:

注:应根据水深、风浪、天气决定取值,水深越深,风浪越大,选择值越高。

沿缆绳入水角度航行s距离后,使用手持GPs量取锚点坐

标。在I级监视告警区发生船只抛锚、拖锚时,对船只锚点进行精确测量,并保留相关数据,必要时通过VHF通知附近船只进行佐证,且要求船只弃锚。

3.3船舶主要信息载体及渠道

船舶抛锚出海处置现场取证需要明确可供取证的信息载体及渠道。

主要的载体包括:船舶自动识别系统(AIs)航行轨迹、雷达回波轨迹、航海日志、轮机日志、施工日报、作业机具作业记录、甲板车钟记录、轮机车钟记录、主机转速、GPs记录、相关航行记录、锚链浸水程度等。

主要的渠道包括:海事交管中心船舶信息查询系统、船舶所属船务公司、船舶母港、船舶母港所属海事局或渔业局等。

4结语

海底电缆防外力破坏是一个全面系统的运维体系,其中包括海缆保护区监视、海缆保护立法、建立海底电缆保护联动机制、海缆保护宣传、海缆保护区巡视等。本文介绍了海底电缆保护区船只抛锚后现场应急处置信息收集概况,希望能帮助有关人员有效判断船只锚点与海缆距离,从而确保海缆安全稳定运行。