CN114884004A - 一种动态缆保护系统及风电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态缆保护系统及风电系统，本发明提供的一种动态缆保护系统，包括：动态缆、多个第一浮力装置、多个第二浮力装置和多个第一连接装置，所述动态缆位于水域环境，所述动态缆用于在水面设备和水下设备之间传输信号或电能，多个所述第一浮力装置间隔设置在所述动态缆上，所述第二浮力装置漂浮在水面；所述第二浮力装置通过所述第一连接装置与所述动态缆连接，且所述第一连接装置与所述动态缆连接的位置位于相邻的两个所述第一浮力装置之间；所述第二浮力装置用于限定所述动态缆的波谷段的最低位置，所述波谷段连接在相邻两个所述波峰段之间。本发明用于避免动态缆被压弯接触到海床面，影响动态缆的使用和寿命。

Description

一种动态缆保护系统及风电系统

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种动态缆保护系统及风电系统。

背景技术

动态缆作为一种特殊的电力、信号传输媒介，在海洋工业电力传输、通讯控制信号传输中发挥着不可或缺的作用，例如，漂浮式风力发电中需要动态缆将产生的电能输送出风场，海洋油气开发中需要动态海缆为平台及设备供电，海上新能源发电及水下观测、科学考察等需要动态缆传输电能。

动态缆悬浮在水中，受到海洋水文、气象等多重因素的联合作用，不可避免的会发生较大的位移、弯曲、扭转，另外，海水中大量的海生物诸如贝壳、藻类等，积聚在动态缆上，会将动态缆线型压低，若动态缆弯曲过大，导致其水中悬浮部分向下移动，会与海床面接触，此时，若动态缆发生移动和扭转运动，将会与海床面反复摩擦，严重影响动态缆的使用和寿命。

因此，亟需一种动态缆保护系统及风电系统，避免动态缆的线型被压低接触到海床面，影响动态缆的使用和寿命。

发明内容

本发明提供一种动态缆保护系统及风电系统，用以至少解决动态缆的线型易被压低接触到海床面，影响动态缆的使用和寿命的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种动态缆保护系统，包括：

动态缆，所述动态缆位于水域环境，所述动态缆用于在水面设备和水下设备之间传输信号或电能；

多个第一浮力装置，多个所述第一浮力装置沿所述动态缆的长度方向间隔设置在所述动态缆上；

多个第二浮力装置，所述第二浮力装置被配置为漂浮在水面；

多个第一连接装置，所述第二浮力装置通过所述第一连接装置与所述动态缆连接，且所述第一连接装置与所述动态缆连接的位置位于相邻的两个所述第一浮力装置之间；

所述动态缆被配置为在所述第一浮力装置和所述第二浮力装置的带动下呈现出以所述第一浮力装置为波峰位置的多个波峰段、以及以所述第一连接装置与所述动态缆的连接位置为波谷位置的多个波谷段，所述第二浮力装置用于限定所述波谷段的最低位置，所述波谷段连接在相邻两个所述波峰段之间。

本发明提供的一种动态缆保护系统中，多个所述第一浮力装置相间设置在所述动态缆上，所述第二浮力装置漂浮在水面，且所述第二浮力装置通过所述第一连接装置与所述动态缆连接，在所述第一浮力装置和所述第二浮力装置自身的浮力作用下，使得所述动态缆在水下呈现出一定的线型，通过所述第二浮力装置和所述第一连接装置对所述动态缆的牵拉作用，避免所述动态缆由于海洋生物的附着导致向下弯曲过大与海床面接触，造成所述动态缆移动、扭矩时与海床面反复摩擦，影响到所述动态缆的使用和寿命，尤其是针对浅水域的动态缆，动态缆长期使用可靠性提高。

在一种可能实施的方式中，所述第二浮力装置包括上部浮力件和下部浮力件，所述上部浮力件和所述下部浮力件通过固定件相互密封连接，且所述上部浮力件的平均密度小于或等于所述下部浮力件的平均密度。

在一种可能实施的方式中，所述的动态缆保护系统还包括配重装置，所述配重装置与所述动态缆连接，且所述配重装置位于所述动态缆的靠近所述水面设备的一端。

在一种可能实施的方式中，所述的动态缆保护系统还包括限位装置，所述限位装置通过系泊装置与所述动态缆连接，所述系泊装置与所述动态缆连接的位置位于所述动态缆的靠近所述水下设备的一端，且所述系泊装置与所述动态缆连接的位置还通过所述第一连接装置与所述第二浮力装置连接。

在一种可能实施的方式中，所述限位装置固定在水底或悬在水中，所述限位装置向靠近水底的方向牵拉所述动态缆。

在一种可能实施的方式中，所述动态缆上设置有防护装置，所述防护装置至少位于所述动态缆与所述水下设备的连接位置到所述系泊装置与所述动态缆的连接位置之间的部分区域。

在一种可能实施的方式中，所述的动态缆保护系统还包括第二连接装置，相邻的两个所述第二浮力装置之间通过所述第二连接装置连接。

在一种可能实施的方式中，所述动态缆的表面覆盖有生物抑制剂；或所述动态缆的表面覆盖包含生物抑制剂的护套。

在一种可能实施的方式中，所述第一连接装置为绳索或弹性索；和/或所述第二连接装置为绳索或弹性索。

本发明还提供一种风电系统，包括水面设备、水下设备、静态缆和上述的动态缆保护系统，所述水面设备为浮力发电装置，所述水下设备为固定装置，所述动态缆保护系统的动态缆一端与所述浮力发电装置电连接，所述动态缆的另一端通过所述固定装置连接所述静态缆。

在一种可能实施的方式中，所述动态缆与所述浮力发电装置电连接的位置设置有第一限弯装置，所述动态缆与所述固定装置连接的位置设置有第二限弯装置。

在一种可能实施的方式中，所述浮力发电装置和相邻的所述第二浮力装置之间通过第二连接装置连接。

本发明提供的动态缆保护系统及风电系统中，通过使得所述动态缆在水下呈现出相间连接的多个所述波峰段和多个所述波谷段的形状，例如可以为双峰状，多驼峰状等，使得所述动态缆具有缓和发生的移动、弯曲、扭转运动带来的冲击力，有利于提高所述动态缆的使用寿命。

本发明提供的一种风电系统，所述动态缆采用多驼峰的水中线型设计，可以保证所述动态缆线型的波峰段波谷段均离海床较远，避免触底，并具有抗漂浮式装置水平剧烈晃动的能力。

本发明提供的动态缆保护系统及风电系统中，所述第二连接装置用于将相邻的两个所述第二浮力装置连接，使得多个所述第二浮力装置连接为整体，有助于约束所述第二浮力装置在水面的浮动范围，有利于约束所述动态缆的线型。

本发明提供的动态缆保护系统及风电系统中，所述动态缆的表面覆盖有生物抑制剂或所述动态缆的表面覆盖包含生物抑制剂的护套，有利于避免海生物附着在所述动态缆上造成所述动态缆被压低，结合了设置所述第二浮力装置的物理手段以及生物抑制剂的化学手段，起到良好的防止所述动态缆被压低触底的效果，提高了所述动态缆的使用寿命。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的一种动态缆保护系统及风电系统所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第二浮力装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第二浮力装置的又一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第一浮力装置的立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第一浮力装置的又一立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第一浮力装置的主视图；

图7为图6的A-A截面剖视图；

图8为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第一浮力装置的右视图；

图9为本发明实施例提供的动态缆保护系统的配重装置的立体结构示意图；

图10为本发明实施例提供的动态缆保护系统的第一限弯装置的立体结构示意图；

图11为本发明实施例提供的动态缆保护系统的锚固装置的结构示意图。

附图标记说明：

10-动态缆；

11-第一限弯装置；

12-第二限弯装置；

13-防护装置；

15-锚固装置；

20-第一浮力装置；

21-通腔；

22-环槽；

23-扎带；

24-夹持件；

25-填充件；

30-第二浮力装置；

31-上部浮力件；

311-阀门；

32-下部浮力件；

33-固定件；

40-第一连接装置；

41-第一中间装置；

50-第二连接装置；

60-配重装置；

61-抱箍；

62-紧固件；

63-内腔；

70-限位装置；

71-系泊装置；

72-第二中间装置；

81-浮力发电装置；

82-固定装置；

90-海床面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

动态缆，尤其是浅水环境下的动态缆，在使用过程中受到波浪、洋流和平台等多重因素的作用，容易发生剧烈晃动，但是动态缆向下过弯与海床面接触，容易导致动态缆结构受损，影响动态缆的使用和寿命。经研究发现，使动态缆保持一定的水中线型，有利于避免动态缆在极端情况下失控的风险，导致失效。但是，动态缆埋在水中，其表面会有大量海生物堆积，引起动态缆外径和重量增加，容易造成动态缆的局部腐蚀、水中线型改变，引起动态缆触底损坏。

鉴于上述背景，本发明中，包括多个第一浮力装置、多个第二浮力装置，第二浮力装置漂浮在水面，通过第一浮力装置和第二浮力装置自身的浮力作用，使得动态缆在水下呈现出一定的线型，通过第二浮力装置和第一连接装置对动态缆的牵拉作用，避免动态缆由于海洋生物的附着导致动态缆向下弯曲过大与海床面接触。

下面参考附图描述本发明实施例提供的动态缆保护系统及风电系统。

参考图1所示，本发明提供一种动态缆保护系统，包括：动态缆10、多个第一浮力装置20、多个第二浮力装置30和多个第一连接装置40，动态缆10位于水域环境，动态缆10用于在水面设备和水下设备之间传输信号或电能；多个第一浮力装置20沿动态缆10的长度方向间隔设置在动态缆10上；第二浮力装置30被配置为漂浮在水面；第二浮力装置30通过第一连接装置40与动态缆10连接，且第一连接装置40与动态缆10连接的位置位于相邻的两个第一浮力装置20之间；动态缆10被配置为在第一浮力装置20和第二浮力装置30的带动下呈现出以第一浮力装置20为波峰位置的多个波峰段、以及以第一连接装置40与动态缆10的连接位置为波谷位置的多个波谷段，第二浮力装置30用于限定波谷段的最低位置，波谷段连接在相邻两个波峰段之间。

本发明提供的一种动态缆保护系统中，多个第一浮力装置20相间设置在动态缆10上，第二浮力装置30漂浮在水面，且第二浮力装置30通过第一连接装置40与动态缆10连接，在第一浮力装置20和第二浮力装置30自身的浮力作用下，使得动态缆10在水下呈现出一定的线型，通过第二浮力装置30和第一连接装置40对动态缆10的牵拉作用，避免动态缆10由于海洋生物的附着导致动态缆10向下弯曲过大与海床面90接触，造成动态缆10移动、扭矩时与海床面90反复摩擦，影响到动态缆10的使用和寿命，尤其是针对浅水域的动态缆10，动态缆10长期使用可靠性提高。

本发明提供的一种动态缆保护系统中，通过使得动态缆10在水下呈现出相间连接的多个波峰段和多个波谷段的形状，例如可以为双峰状，多驼峰状等，使得动态缆10具有缓和动态缆10发生的移动、弯曲、扭转运动带来的冲击力，有利于提高动态缆10的使用寿命。

第二浮力装置30通过第一连接装置40与动态缆10连接，且第一连接装置40与动态缆10连接的位置位于相邻的两个第一浮力装置20之间，第一连接装置40与动态缆10的连接位置为波谷位置，使得在第二浮力装置30和第一连接装置40的向上牵拉作用下，限制了波谷段的最低位置，避免动态缆10过度弯曲，也能够避免造成动态缆10整体上浮，进而可以提高动态缆10的使用寿命。

在一种可能实施的方式中，参考图2和图3所示，第二浮力装置30包括上部浮力件31和下部浮力件32，上部浮力件31和下部浮力件32通过固定件33相互密封连接，且上部浮力件31的平均密度小于或等于下部浮力件32的平均密度。固定件33使得上部浮力件31和下部浮力件32的连接位置保持良好的密封性。这样的结构，保证了第二浮力装置30的浮力永远大于设计承载重量，上部浮力件31能够提供足够的浮力，大大提高了整个动态缆保护系统使用的安全性。

在一种可能实施的方式中，上部浮力件31可以是气囊，例如球形状、椭球形状等，上部浮力件31可以是单层结构，内部不限于填充空气或者氦气，也可以填充其他气体，当上部浮力件31充入一定压力的气体后，具有一定的刚性，耐海浪冲击，确保使用寿命。

在一种可能实施的方式中，上部浮力件31也可以是采用双层结构，内层充气外层注水，使上部浮力件31保持气密性良好，并保持压力，避免第二浮力装置30上浮到空中，影响使用。

上部浮力件31不限于采用柔软的硅胶材质或橡胶材质，也可以是其他柔性材质。下部浮力件32可以是采用常用浮力材料加工的浮力块，下部浮力件32不限于可以是采用聚氨酯、聚乙烯、玻璃微珠等中的一种或多种材质。

容易理解的是，上部浮力件31的平均密度指的是上部浮力件31本身的材质密度和上部浮力件31内部填充的介质的密度的平均值。而下部浮力件32由于材质不均等原因，也会导致密度不均，下部浮力件32的平均密度指的是下部浮力件32所采用的材质密度的平均值。

在一种可能实施的方式中，上部浮力件31套在下部浮力件32的上端，固定件33可以是套环，上部浮力件31从套环内通过，且套环套在下部浮力件32的上端并与下部浮力件32固定连接，从而通过固定件33将上部浮力件31和下部浮力件32压紧，确保上部浮力件31保持良好的密封性。容易理解的是，可以在上部浮力件31套在下部浮力件32的连接位置设置密封件，也可以在上部浮力件31和下部浮力件32的连接位置涂布粘结剂，例如胶水等，使得上部浮力件31和下部浮力件32的稳定的连接且保持良好的密封性。

在另一种可能实施的方式中，固定件33可以是螺钉，上部浮力件31的边缘和下部浮力件32通过螺钉紧固的连接。并且在固定件33的连接位置涂布胶水等粘结剂，也可以是在固定件33的连接位置设置密封件，确保上部浮力件31和下部浮力件32连接不会影响上部浮力件31的密封性。

在另一种可能实施的方式中，上部浮力件31可以是圆环状，内部填充气体，上部浮力件31的内径整体套在下部浮力件32的外周上，且在下部浮力件32的顶部连接有挡板，挡板用于防止上部浮力件31脱出。此外，也可以通过固定件33将上部浮力件31和下部浮力件32紧固连接，固定件33为螺钉。

容易理解的是，上部浮力件31具有阀门311，通过阀门311为上部浮力件31内填充气体，阀门311保持密封效果，防止气体从阀门311泄露。

可以在下部浮力件32的底部和两侧均设置连接耳，连接耳可以是与下部浮力件32为一体成型，连接耳内开设通孔，方便将下部浮力件32与第一连接装置40固定连接，也方便将下部浮力件32与第二连接装置50的固定连接。

参考图1和图3所示，当正常工作时，第二浮力装置30中的下部浮力件32浸在水中，而上部浮力件31保持在水面以上，由于下部浮力件32的浮力材料本身的平均密度低于海水的密度，通过下部浮力件32可为整个动态缆保护系统提供合适的净浮力以满足使用要求。

上部浮力件31的平均密度小于或等于下部浮力件32的平均密度，因而当动态缆10传递给第二浮力装置30的拉力超过第二浮力装置30所承受的设计值后，该段安装第二浮力装置30的动态缆10具有被向下拖拽到水面之下的趋势，此时，下部浮力件32继续向下至完全浸没在水中。如仍无法提供足够净浮力，此时，上部浮力件31会被拖动一同向水下运动，进而使得上部浮力件31的部分体积浸没在水中。由于上部浮力件31内充满气体，上部浮力件31的平均密度远低于海水的平均密度，因此上部浮力件31可提供足够的净浮力，保证该段安装第二浮力装置30的动态缆10不被拖拉至更深处，确保整个动态缆保护系统使用的稳定性。

当动态缆10传递给第二浮力装置30的拉力减小时，上部浮力件31将上浮并逐渐露出水面，第二浮力装置30提供的净浮力将减小直至整体承载平衡，确保整个动态缆保护系统使用的稳定性和平衡性、能够有效应对恶劣的自然环境。

在一种可能实施的方式中，第二浮力装置30与第一连接装置40一一对应连接。

在一种可能实施的方式中，参考图1所示，为了确保了第一浮力装置20与动态缆10稳定的连接效果，第一浮力装置20可以是紧固连接在动态缆10的外周上，以使得套设第一浮力装置20的动态缆10位置悬浮在水中，并且呈现出以第一浮力装置20为波峰位置的多个波峰段。

在一种可能实施的方式中，第一浮力装置20可以为浮力块，连接在动态缆10的外周上。

在一种可能实施的方式中，参考图4和图5所示，第一浮力装置20可以为浮力筒，参考图1和图8所示，第一浮力装置20内具有通腔21，第一浮力装置20套在动态缆10的外周上，动态缆10从通腔21内穿过。

在一种可能实施的方式中，参考图6和图7所示，第一浮力装置20内具有通腔21，通腔21内设置有夹持件24，夹持件24可以是通过螺钉固定在通腔21内，第一浮力装置20的内壁内具有填充件25，第一浮力装置20的外周上开设有环槽22，环槽22内设置有扎带23，通过扎带23和夹持件24使得第一浮力装置20稳定的固定在动态缆10的外周上。夹持件24可以是夹具，填充件25可以是浮力块。

在一种可能实施的方式中，第一浮力装置20也可以是与动态缆10的外周一体成型的块状结构，例如通过将空心碳纤维球或者空心玻璃球和粘接材料一同浇注到模具里，自然冷却成型。

在一种可能实施的方式中，多个第一浮力装置20可以是沿着动态缆10自身的长度方向相间设置在动态缆10上。例如，可以是多个第一浮力装置20沿动态缆10的长度方向均匀分布；也可以是多个第一浮力装置20为一组，各组第一浮力装置20沿动态缆10的长度方向均匀分布，每组内的第一浮力装置20依次排列，第一浮力装置20的个数可以根据使用需求灵活设置，此处不做具体限制。

在一种可能实施的方式中，第二浮力装置30漂浮在水面，第二浮力装置30可以为浮力球，例如采用发泡聚乙烯、发泡聚丙烯、发泡聚氨酯材料制成的浮力球，第二浮力装置30的内部也可以为空心并填充有气体。

在一种可能实施的方式中，第一连接装置40与动态缆10可以是通过第一中间装置41连接。第一中间装置41与第一连接装置40的一端固定连接，第一中间装置41可以是连接套，套在动态缆10的周向上；第一中间装置41也可以是夹持件，夹持在动态缆10的周向上，以使得第一连接装置40通过第一中间装置41与动态缆10稳定连接，避免动态缆10与第一连接装置40之间因冲击过大而发生破坏。

在一种可能实施的方式中，第一中间装置41可以采用耐磨非金属材料，用于保护动态缆10，以免动态缆10在接触到海床面90时被磨损破坏。

在一种可能实施的方式中，动态缆保护系统还包括配重装置60，配重装置60与动态缆10连接，且配重装置60位于动态缆10的靠近水面设备的一端。

容易理解的是，配重装置60具有一定的重量，为动态缆10施加向下的重力，凭借配重装置60的重量可以使得动态缆10的靠近水面设备的一端向下压入到水中，可以防止动态缆漂浮在水面以上。

在一种可能实施的方式中，参考图1和图9所示，配重装置60包括相互扣合的至少两个抱箍61，配重装置60内部形成内腔63，抱箍61抱紧动态缆10的外周，且相邻的两个抱箍61通过紧固件62连接，从而使得抱箍61被稳定的固定在动态缆10上，给动态缆10增加配重。抱箍61具有一定的壁厚，从而起到增大配重的效果。

在一种可能实施的方式中，抱箍61具有连接部611，连接部611内开设有连接孔，在两个抱箍61相互扣合时，两个抱箍61的连接部611相抵接，从而使得紧固件62穿设在连接孔内，将两个抱箍61稳定的连接。

在一种可能实施的方式中，紧固件62可以是螺栓、螺柱、螺钉等，便于配重装置60的安装和拆卸。

在一种可能实施的方式中，参考图1所示，动态缆保护系统还包括限位装置70，限位装置70固定在水底或悬在水中，限位装置70通过系泊装置71与动态缆10连接，系泊装置71与动态缆10连接的位置位于动态缆10的靠近水下设备的一端，且系泊装置71与动态缆10连接的位置还通过第一连接装置40与第二浮力装置30连接。这样的结构，使得系泊装置71与动态缆10连接的位置，既能够限制动态缆10向下过弯触底，又能够防止动态缆10向上过分抬升，引起动态缆10连接水下设备的一端过分弯曲。

在一种可能实施的方式中，限位装置70固定在水底或悬在水中，限位装置70向靠近水底的方向牵拉动态缆10，限位装置70通过系泊装置71使得动态缆10与水下设备之间稳定连接。

在一种可能实施的方式中，系泊装置71可以是通过第二中间装置72与动态缆10连接；当然，也可以是，系泊装置71和第一连接装置40都通过第二中间装置72与动态缆10连接。第二中间装置72可以是套设在动态缆10的外周上，也可以是夹持在动态缆10的外周上，避免动态缆10与系泊装置71之间因冲击过大而发生破坏。

在一种可能实施的方式中，动态缆10上设置有防护装置13，防护装置13至少位于动态缆10与水下设备的连接位置到系泊装置71与动态缆10的连接位置之间的部分区域。考虑到动态缆10与水下设备的连接位置到系泊装置71与动态缆10的连接位置之间的部分区域，在动态缆10移动的过程中存在遮与海床面90接触的可能，因而在该部分区域设置防护装置13，用于保护动态缆10。

在一种可能实施的方式中，防护装置13可以是耐磨防护套，增加动态缆10的该部分区域的耐磨性。

在一种可能实施的方式中，系泊装置71可以为弹性索、弹簧、非弹性绳等。

在一种可能实施的方式中，相邻的两个第二浮力装置30都是自由漂浮的状态，相邻的两个第二浮力装置30之间不连接。

在一种可能实施的方式中，动态缆保护系统还包括第二连接装置50，第二连接装置50连接在相邻若干个第二浮力装置30之间。第二连接装置50用于将相邻的两个第二浮力装置30连接，使得多个第二浮力装置30连接为整体，有助于约束第二浮力装置30在水面的浮动范围。

容易理解的是，可以是第二连接装置50将相邻两个或多个第二浮力装置30串接为一组，也可以是第二连接装置50将全部的第二浮力装置30串接，从而起到约束第二浮力装置30的浮动范围，有利于约束动态缆10的线型。

在一种可能实施的方式中，动态缆10的表面覆盖有生物抑制剂；或动态缆10的表面覆盖包含生物抑制剂的护套。护套将动态缆10包裹在其中，用于避免海生物附着在动态缆10上造成动态缆被压低。

在一种可能实施的方式中，动态缆10的表面可以是通过喷涂的方式覆盖生物抑制剂。

在一种可能实施的方式中，第一连接装置40为绳索或弹性索；当本发明提供一种动态缆保护系统所处的水域环境变化引起动态缆10大范围漂移或剧烈晃动时，通过第一连接装置40可以确保稳定的牵制动态缆10，限制动态缆10的波谷段水面之间的距离不会过大，从而避免动态缆10在运行状态下因受波浪、洋流或其他因素的作用而发生触底，造成损坏，确保了动态缆10的使用寿命。

在一种可能实施的方式中，第二连接装置50为绳索或弹性索。

本实施例提供的动态缆保护系统，结合了设置第二浮力装置30牵引动态缆10的物理手段，以及在动态缆10的表面覆盖有生物抑制剂的化学手段，使得动态缆10具有良好的防止向下弯曲触底的效果，提高了动态缆10的使用寿命。

本发明还提供一种风电系统，包括水面设备、水下设备、静态缆和上述的动态缆保护系统，水面设备为浮力发电装置81，水下设备为固定装置82，动态缆保护系统的动态缆10一端与浮力发电装置81电连接，动态缆10的另一端通过固定装置82连接静态缆。

在一种可能实施的方式中，浮力发电装置81可以是浮式风力发电发电机。

在一种可能实施的方式中，固定装置82可以为连接器，将动态缆10与静态缆连接。

在一种可能实施的方式中，参考图1和图10所示，动态缆10与浮力发电装置81电连接的位置设置有第一限弯装置11，动态缆10与固定装置82连接的位置设置有第二限弯装置12。

参考图1和图11所示，第一限弯装置11可以是硬质管套，第二限弯装置12可以和第一限弯装置11的结构相同，动态缆10的外周还连接有用于固定该第一限弯装置11和第二限弯装置12的锚固装置15，第一限弯装置11对应连接于锚固装置15，第二限弯装置12对应连接于锚固装置15，第一限弯装置11和第二限弯装置12用于避免动态缆10与浮力发电装置81电连接的位置发生弯曲变形，以及用于避免动态缆10与固定装置82连接的位置发生弯曲变形，造成损坏。

在一种可能实施的方式中，浮力发电装置81和相邻的第二浮力装置30之间通过第二连接装置50连接，这样的结构可以限制第二浮力装置30的活动范围，避免第二浮力装置30的活动范围过大造成动态缆10的线型变化过大，甚至造成对固定装置82拉扯严重，有利于使得动态缆10的线型保持稳定的状态。

本发明提供的一种风电系统，动态缆10采用多驼峰的水中线型设计，可以保证动态缆10线型的波峰段波谷段均离海床较远，并具有抗漂浮式装置水平剧烈晃动的能力。

当受到极端的波浪、洋流载荷或浮力发电装置81的剧烈运动，引起动态缆10线型发生大幅变化，例如动态缆10的波谷段向靠近海床面90的方向运动，为了避免动态缆10发生触底，通过第一连接装置40的立即收紧，并将载荷传递到第二浮力装置30，而第二浮力装置30在自身足够大的浮力作用下，将向下压低的动态缆10牵引住，避免动态缆10进一步向下压低运动，从而实现避免动态缆10触底的效果。

本发明提供的一种风电系统，动态缆10在水下呈现出相间连接的多个波峰段和多个波谷段的形状，也可以保证动态缆10的线型的波峰段和波谷段均离海床较远，并具有抗浮力发电装置81水平剧烈晃动的能力。

本发明提供的一种风电系统，可以用于海洋工业电力传输，浮力发电装置81可以是用于利用风能发电，通过动态缆10将电能向水下传输。

这里需要说明的是，本申请涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是多个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种动态缆保护系统，其特征在于，包括：

动态缆(10)，所述动态缆(10)位于水域环境，所述动态缆(10)用于在水面设备和水下设备之间传输信号或电能；

多个第一浮力装置(20)，多个所述第一浮力装置(20)沿所述动态缆(10)的长度方向间隔设置在所述动态缆(10)上；

多个第二浮力装置(30)，所述第二浮力装置(30)被配置为漂浮在水面；

多个第一连接装置(40)，所述第二浮力装置(30)通过所述第一连接装置(40)与所述动态缆(10)连接，且所述第一连接装置(40)与所述动态缆(10)连接的位置位于相邻的两个所述第一浮力装置(20)之间；

所述动态缆(10)被配置为在所述第一浮力装置(20)和所述第二浮力装置(30)的带动下呈现出以所述第一浮力装置(20)为波峰位置的多个波峰段、以及以所述第一连接装置(40)与所述动态缆(10)的连接位置为波谷位置的多个波谷段，所述第二浮力装置(30)用于限定所述波谷段的最低位置，所述波谷段连接在相邻两个所述波峰段之间。

2.根据权利要求1所述的动态缆保护系统，其特征在于，所述第二浮力装置(30)包括上部浮力件(31)和下部浮力件(32)，所述上部浮力件(31)和所述下部浮力件(32)通过固定件(33)相互密封连接，且所述上部浮力件(31)的平均密度小于或等于所述下部浮力件(32)的平均密度。

3.根据权利要求1所述的动态缆保护系统，其特征在于，还包括配重装置(60)，所述配重装置(60)与所述动态缆(10)连接，且所述配重装置(60)位于所述动态缆(10)的靠近所述水面设备的一端。

4.根据权利要求1所述的动态缆保护系统，其特征在于，还包括限位装置(70)，所述限位装置(70)通过系泊装置(71)与所述动态缆(10)连接，所述系泊装置(71)与所述动态缆(10)连接的位置位于所述动态缆(10)的靠近所述水下设备的一端，且所述系泊装置(71)与所述动态缆(10)连接的位置还通过所述第一连接装置(40)与所述第二浮力装置(30)连接。

5.根据权利要求4所述的动态缆保护系统，其特征在于，所述限位装置(70)固定在水底或悬在水中，所述限位装置(70)向靠近水底的方向牵拉所述动态缆(10)。

6.根据权利要求5所述的动态缆保护系统，其特征在于，所述动态缆(10)上设置有防护装置(13)，所述防护装置(13)至少位于所述动态缆(10)与所述水下设备的连接位置到所述系泊装置(71)与所述动态缆(10)的连接位置之间的部分区域。

7.根据权利要求1-6任一所述的动态缆保护系统，其特征在于，还包括第二连接装置(50)，相邻的两个所述第二浮力装置(30)之间通过所述第二连接装置(50)连接。

8.根据权利要求1-6任一所述的动态缆保护系统，其特征在于，所述动态缆(10)的表面覆盖有生物抑制剂；或所述动态缆(10)的表面覆盖包含生物抑制剂的护套。

9.根据权利要求7所述的动态缆保护系统，其特征在于，所述第一连接装置(40)为绳索或弹性索；和/或所述第二连接装置(50)为绳索或弹性索。

10.一种风电系统，其特征在于，包括水面设备、水下设备、静态缆和权利要求1-9任一项所述的动态缆保护系统，所述水面设备为浮力发电装置(81)，所述水下设备为固定装置(82)，所述动态缆保护系统的动态缆(10)一端与所述浮力发电装置(81)电连接，所述动态缆(10)的另一端通过所述固定装置(82)连接所述静态缆。

11.根据权利要求10所述的风电系统，其特征在于，所述动态缆(10)与所述浮力发电装置(81)电连接的位置设置有第一限弯装置(11)；和/或所述动态缆(10)与所述固定装置(82)连接的位置设置有第二限弯装置(12)。

12.根据权利要求10所述的风电系统，其特征在于，所述浮力发电装置(81)和相邻的所述第二浮力装置(30)之间通过第二连接装置(50)连接。

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