CN115425587A - 一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法，该海底电缆悬空固定装置包括吸力桩、第一连接件和第二连接件，吸力桩包括中空的桩体以及与桩体上端固定连接的桩顶盖，桩顶盖和桩体合围形成下端开口的容纳腔，桩体下端用于插入海床中，桩顶盖上形成有连通容纳腔的抽排孔；第一连接件固设于桩顶盖上并且具有供于抱箍电缆的第一抱箍部；第二连接件固设于海底桩基并且具有供于抱箍电缆的第二抱箍部。与现有技术相比，本发明提供的海底电缆悬空固定装置及利用吸力桩将第一连接件固定于海床上，将第二连接件固定于海底桩基上，第一连接件和第二连接件配合固定海底电缆，这种方式不怕海水冲刷，有效避免了海水冲击摇晃导致的疲劳损坏。

Description

一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及海底电缆技术领域，尤其涉及一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法。

背景技术

目前，随着海上风电场的大力建设，海底电力电缆的使用是必不可少的。作为海上电力输送的大通道，海底电缆一旦发生故障会造成大面积的停电，影响整个海上风电场的正常生产，将造成巨大的直接及间接经济损失。根据国内外海上风电场的建设经验，最容易出现海缆故障的就是在从海床到“J”形管管口的这段海缆。如CN205355757U公开的一种海上风机电缆限弯保护管。其最大的损伤原因，就是海底电缆悬空没有得到有效的治理和防护。

海上风机的基础通常采用桩基，而和风机相连的海底电力电缆基本上都是通过固定在桩基上的“J”形管从海底通到风机的底座平台。由于桩基附近很容易形成冲刷坑，经常会把“J”形管的末端冲刷出来，造成该处的海底电缆悬空，然后随着海流的往返运动，电缆会晃动，造成海缆铅护套的疲劳损坏；同时也会在洋流、涌浪、潮汐的影响下长期处于涡致振动状态，对海底电缆造成致命损伤。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法，用以解决现有技术中海底电缆由于海水冲刷容易悬空，进而摇晃造成疲劳损坏的技术问题。

本发明提供一种海底电缆悬空固定装置，该海底电缆悬空固定装置包括：吸力桩、第一连接件和第二连接件，吸力桩包括中空的桩体以及与桩体上端固定连接的桩顶盖，桩顶盖和桩体合围形成下端开口的容纳腔，桩体下端用于插入海床中，桩顶盖上形成有连通容纳腔的抽排孔；第一连接件固设于桩顶盖上并且具有供于抱箍电缆的第一抱箍部；第二连接件固设于海底桩基并且具有供于抱箍电缆的第二抱箍部。

进一步的，吸力桩还包括内置于容纳腔并与桩体固定连接的内增盖，内增盖将容纳腔上下分隔成上腔和下腔，内增盖形成有连通上腔和下腔的透水孔；抽排孔连通上腔。

进一步的，第一连接件还包括底板，底板可拆卸地设置于桩顶盖上，第一抱箍部固设于底板上，第一抱箍部形成有供电缆穿过的第一固定孔。

进一步的，第一固定孔内径尺寸大于电缆外径，第一固定孔与电缆之间形成安装间隙，第一连接件还包括多个弹性件，弹性件环绕电缆布置于安装间隙内，其一端与第一固定孔内壁固定连接，其另一端用于抵接电缆。

进一步的，第一连接件还包括与弹性件远离第一固定孔的内壁的一端固定连接的固定板，固定板为与电缆表面贴合的弧形。

进一步的，弹性件包括固定筒、弹簧、限位滑块以及导向杆，固定筒与第一固定孔内壁固定连接，固定筒内形成有一安装腔并且在朝向电缆的侧面形成有连通安装腔的通孔；弹簧内置于安装腔内，其一端与固定筒内壁固定连接，其另一端朝向通孔并与限位滑块固定连接，限位滑块可在安装腔内自由滑动；导向杆一端与限位滑块固定连接，其另一端穿过通孔并与固定板固定连接。

进一步的，第二抱箍部包括两个两半式固定卡子，两半式固定卡子相对可拆卸连接，合围形成用于固定电缆的第二固定孔。

进一步的，第二连接件还包括连接杆，连接杆一端与其中一个两半式固定卡子固定连接，连接杆的另一端用于与海底桩基固定连接。

进一步的，第一固定孔的中轴线与第二固定孔的中轴线垂直。

本发明提供一种安装方法，该安装方法用于安装海底电缆悬空固定装置，该安装方法包括如下步骤：S1、将吸力桩下放至至海床，利用吸力桩的自重插入海床中；S2、将负压泵与抽排孔连通，抽出容纳腔内的水，使吸力桩下沉至所需深度，取下负压泵并封堵抽排孔；S3、将第一连接件固定安装于顶盖上，然后将电缆与第一抱箍部配合连接以使第一抱箍部抱箍电缆；S4、将电缆与第二抱箍部配合连接以使第二抱箍部抱箍电缆，然后将第二抱箍部固定连接在海底桩基上。

与现有技术相比，本发明提供的海底电缆悬空固定装置及利用吸力桩将第一连接件固定于海床上，将第二连接件固定于海底桩基上，第一连接件和第二连接件配合固定海底电缆；相较于传统的J型管固定，这种方式不怕海水冲刷，有效避免了海水冲击摇晃导致的疲劳损坏。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的海底电缆悬空固定装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中吸力桩的剖视图；

图3为图1中第一连接件的剖视图；

图4为图3中的局部放大图；

图5为本发明提供的安装方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种海底电缆悬空固定装置及其安装方法。该海底电缆悬空固定装置可以应用于海上风电设备中，用于固定连接海上风电设备的电缆。在海水冲击下保持海底电缆的稳定，避免疲劳破坏。

需要说明的是，本发明的海底电缆悬空固定装置及其安装方法用于但不限于海上风电设备，还可以应用于其他需要固定线缆的海上设备中。在本发明中，仅以应用于风电设备为例进行说明，而应用于其他海上设备中的原理与应用于海上风电设备中的原理实质相同，在此不一一赘述。

请参见图1，本海底电缆悬空固定装置包括吸力桩1、第一连接件2和第二连接件3。

请参见图2，吸力桩1包括中空的桩体11以及与桩体11上端固定连接的桩顶盖12，桩顶盖12和桩体11合围形成下端开口的容纳腔，桩体11下端用于插入海床中，桩顶盖12上形成有连通容纳腔的抽排孔121。通过抽排孔121抽出融安腔内的海水形成负压，就能使吸力桩1在海床上下沉。

第一连接件2固设于桩顶盖12上并且具有供于抱箍电缆4的第一抱箍部21。第二连接件3固设于海上风电设备位于海底的桩基5并且具有供于抱箍电缆4的第二抱箍部31。第一连接件2和第二连接件3配合固定海底电缆4，相较于传统的J型管固定，这种方式不怕海水冲刷，有效避免了海水冲击摇晃导致的疲劳损坏。

请再次参见图2，在一些实施例中，吸力桩1要求桩顶盖12高于海床一定高度。因此这些吸力桩1还包括内置于容纳腔并与桩体11固定连接的内增盖13，内增盖13将容纳腔上下分隔成上腔和下腔，内增盖13形成有连通上腔和下腔的透水孔。抽排孔121连通上腔，吸力桩1下端开口连通下腔。安装内增盖13后，吸力桩1下沉至内增盖13下表面与海床接触时，就会因为阻力过大难以继续下沉，从而使得桩顶盖12高于海床一定高度，即高于桩顶盖12与内增盖13之间的间距，从而达到设计要求。

请参见图3，第一连接件2还包括底板22，底板22可拆卸地设置于桩顶盖12上，第一抱箍部21固设于底板22上，第一抱箍部21形成有供电缆穿过的第一固定孔211，第一固定孔211用于容纳并抱箍电缆4。

在优选实施例中，第一固定孔211内径尺寸大于电缆4外径，第一固定孔211与电缆4之间形成安装间隙。第一连接件2还包括多个弹性件23，弹性件23环绕电缆4布置于安装间隙内，一端与第一固定孔211内壁固定连接，另一端用于抵接电缆4。电缆4布置于第一固定孔211时，其周向与各个电缆4抵接。当海水冲击电缆4时，弹性件23能够吸能减震，降低电缆4的摇晃幅度。

并且，第一连接件2还包括与弹性件23远离第一固定孔211的内壁的一端固定连接的固定板24，固定板24为与电缆4表面贴合的弧形，从而在与电缆4抵接过程中分散对电缆4施加的压力，降低压强。

请参见图4，在一些实施例中，弹性件23包括固定筒231、弹簧232、限位滑块233以及导向杆234。固定筒231与第一固定孔211内壁固定连接，固定筒231内形成有一安装腔并且在朝向电缆4的侧面形成有连通安装腔的通孔。弹簧232内置于安装腔内，一端与固定筒231内壁固定连接，另一端朝向通孔并与限位滑块233固定连接，限位滑块233可在安装腔内自由滑动。限位滑块233的尺寸大于通孔，以避免限位滑块233从通孔中滑出。导向杆234一端与限位滑块233固定连接，另一端穿过通孔并与固定板24固定连接。当海水冲击电缆4使电缆4晃动时，电缆通过固定板24、导向杆带动限位滑块233在安装腔内滑动，压缩弹簧232，弹簧232产生弹力来减缓电缆4摇晃的幅度并推动电缆4复位。

请再次参见图1，第二抱箍部31包括两个两半式固定卡子，两半式固定卡子相对可拆卸连接，合围形成第二固定孔，从而将电缆4夹紧固定。

在一些实施例中，第二连接件3还包括连接杆32，连接杆32一端与其中一个两半式固定卡子固定连接，连接杆32的另一端用于与海底桩基5固定连接，如可以采用水下焊接。

并且在优选实施例中，第一固定孔211的中轴线与第二固定孔的中轴线垂直。使得电缆4与第一连接件2连接的部分和与第二连接件3连接的部分垂直，两者之间形成一圆角。

请参见图5，本发明另一实施例还提供一种安装方法，该安装方法用于安装海底电缆悬空固定装置，该安装方法包括如下步骤：S1、将吸力桩1下放至至海床，在吸力桩1的自身重力的作用下，桩体11的下端一部分会插入海床中。

S2、将负压泵与抽排孔121连通，抽出容纳腔内的水，使容纳腔内产生负压，在负压的作用下吸力桩1会逐渐下沉，下沉至所需深度后取下负压泵并封堵抽排孔121。在一些实施例中，下沉至内增盖13下表面与海床接触时，即下沉至所需深度。

S3、将第一连接件2固定安装于顶盖上，然后将电缆4与第一抱箍部21配合连接以使第一抱箍部21抱箍电缆。在一些实施例中，是将电缆4穿过第一固定孔211，并使各个固定板24配合夹紧电缆4。

S4、将电缆4与第二抱箍部31配合连接以使第二抱箍部31抱箍电4缆，然后将第二抱箍部31固定连接在海底桩基5上。在一些实施例中，是利用两个两半式固定卡子311配合夹紧电缆4，再通过水下焊接的方式，将于其中一个两半式固定卡子311相连的连接杆32焊接到海底桩基5上。

与现有技术相比，本发明提供的海底电缆悬空固定装置及利用吸力桩将第一连接件固定于海床上，将第二连接件固定于海底桩基上，第一连接件和第二连接件配合固定海底电缆；相较于传统的J型管固定，这种方式不怕海水冲刷，有效避免了海水冲击摇晃导致的疲劳损坏。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海底电缆悬空固定装置，其特征在于，其包括：吸力桩、第一连接件和第二连接件，所述吸力桩包括中空的桩体以及与所述桩体上端固定连接的桩顶盖，所述桩顶盖和所述桩体合围形成下端开口的容纳腔，所述桩体下端用于插入海床中，所述桩顶盖上形成有连通所述容纳腔的抽排孔；所述第一连接件固设于所述桩顶盖上并且具有供于抱箍电缆的第一抱箍部；所述第二连接件固设于海底桩基并且具有供于抱箍电缆的第二抱箍部。

2.根据权利要求1所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述吸力桩还包括内置于所述容纳腔并与所述桩体固定连接的内增盖，所述内增盖将所述容纳腔上下分隔成上腔和下腔，所述内增盖形成有连通所述上腔和所述下腔的透水孔；所述抽排孔连通所述上腔。

3.根据权利要求1所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第一连接件还包括底板，所述底板可拆卸地设置于所述桩顶盖上，所述第一抱箍部固设于所述底板上，所述第一抱箍部形成有供电缆穿过的第一固定孔。

4.根据权利要求3所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第一固定孔内径尺寸大于所述电缆外径，所述第一固定孔与所述电缆之间形成安装间隙，所述第一连接件还包括多个弹性件，所述弹性件环绕所述电缆布置于所述安装间隙内，其一端与所述第一固定孔内壁固定连接，其另一端用于抵接所述电缆。

5.根据权利要求4所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第一连接件还包括与所述弹性件远离所述第一固定孔的内壁的一端固定连接的固定板，所述固定板为与所述电缆表面贴合的弧形。

6.根据权利要求5所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述弹性件包括固定筒、弹簧、限位滑块以及导向杆，所述固定筒与所述第一固定孔内壁固定连接，所述固定筒内形成有一安装腔并且在朝向所述电缆的侧面形成有连通所述安装腔的通孔；所述弹簧内置于所述安装腔内，其一端与所述固定筒内壁固定连接，其另一端朝向所述通孔并与所述限位滑块固定连接，所述限位滑块可在所述安装腔内自由滑动；所述导向杆一端与所述限位滑块固定连接，其另一端穿过所述通孔并与所述固定板固定连接。

7.根据权利要求3所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第二抱箍部包括两个两半式固定卡子，所述两半式固定卡子相对可拆卸连接，合围形成用于固定电缆的第二固定孔。

8.根据权利要求7所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第二连接件还包括连接杆，所述连接杆一端与其中一个所述两半式固定卡子固定连接，所述连接杆的另一端用于与海底桩基固定连接。

9.根据权利要求7所述的海底电缆悬空固定装置，其特征在于，所述第一固定孔的中轴线与所述第二固定孔的中轴线垂直。

10.一种安装方法，其特征在于，其用于安装如权利要求1-9任意一项所述的海底电缆悬空固定装置，其包括如下步骤：

S1、将所述吸力桩下放至至海床，利用所述吸力桩的自重插入海床中；

S2、将负压泵与所述抽排孔连通，抽出所述容纳腔内的水，使所述吸力桩下沉至所需深度，取下负压泵并封堵所述抽排孔；

S3、将所述第一连接件固定安装于所述顶盖上，然后将电缆与所述第一抱箍部配合连接以使所述第一抱箍部抱箍电缆；

S4、将电缆与所述第二抱箍部配合连接以使所述第二抱箍部抱箍电缆，然后将所述第二抱箍部固定连接在海底桩基上。

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