隨著陸地優質風能資源的逐步開發，海上風（fēng）電（diàn）作為發展趨勢已是可以（yǐ）預見（jiàn）的將來，然而技術難度與開發成本較高，仍是製約海上風電發展的主要因素。
海上風電場（chǎng）建設成本構成中除海底基建外，中高壓海底電纜、海上變電站和（hé）輸電（diàn）通道等項目也是導致投（tóu）資成本大大增加（jiā）的重要（yào）因素。
海纜敷設技術及（jí）方（fāng）案的成熟與否（fǒu）對一個海上風電場項（xiàng）目來說，無論從投資的經濟性還是風電場的可靠（kào）性和（hé）穩定性（xìng）來看，都具有巨大的（de）影（yǐng）響。
那麽，為什（shí）麽要做海纜（lǎn）敷設呢？
海上風電場發電之（zhī）後向陸地輸送電力並升壓並網，海（hǎi）底電纜可以有效傳（chuán）輸海上風電機組發出的電能，作為海上風電場（chǎng）電能輸送通道，其安全可靠運行對海上風電場的安全運行至關重要。由於海纜被敷設在環境極其惡劣的海底，在運行中除了受到潮汐、波浪、衝刷及地震等自然條件的作用（yòng）外，還受到海底（dǐ）物質的摩擦、有害氣體侵蝕、人類海洋活動的影響。
因此，海底電纜（lǎn）不僅對防水、耐腐蝕、及其他不可控外力碰撞等特殊性能要求很高，還要（yào）有較高的電氣絕（jué）緣性能和安全可靠性 ，否則（zé）一（yī）旦出現故障，會對海上風電機（jī）組（zǔ）發電（diàn）量造成巨大（dà）的經濟損失。
海底電纜（lǎn）是怎樣進行線路布局的？海（hǎi）底電纜線路（lù）布局由（yóu）集電線路（lù）聯絡及海纜敷設兩部分（fèn）組成。
在海上（shàng）風（fēng）電場中，一般是遵循最大限度（dù）利用風能資源的原則來布置風電機組的，同時還（hái）要盡量減小風力機之間的尾流影響，因此在進行海纜線路布局時，要設（shè）計（jì）出合（hé）理有效（xiào）的（de）連接方式。
目前，海（hǎi）上風電場內部集電線路布局方式（shì）主要分為以下三種基本形式：
放射形、環形、星形。
放射形（xíng）布局（jú）是大多數（shù）風電場普（pǔ）遍采用的內部鏈接方法，其特點是結構簡單，投資（zī）成本較低；環形布局相比放射形布（bù）局（jú）需要較高的投資成本，但能夠實現一（yī）定程度的冗餘，可靠性較高。環形布局又可具體分為以下（xià）幾種不同形式：單邊環（huán）形、雙邊環形、由二者結（jié）合衍生出的複合（hé）環形。
纜敷設時的保護方式主要有（yǒu）以下幾種：
除了選擇（zé）合適的（de）海纜（lǎn）路由對海纜進行保（bǎo）護之外，在海纜（lǎn）敷設過程中主要采取這三種海纜保護方式：
開溝埋設
覆蓋防護材料穩定
錨固
其中，覆蓋防護材（cái）料穩定需（xū）要較大的投資，而錨固保護僅適用（yòng）於岩石海底的防環境因（yīn）素破壞。
那麽，海纜常用的埋設方法都有哪些呢？
1、開挖法簡介：
開挖法采用挖泥船進行挖泥，挖泥的深度（dù）由埋設深（shēn）度所決定（dìng）。開挖結束後（hòu），直接將海纜敷設下去，利用潮流將泥土回填。此種施工方法（fǎ）要（yào）達到（dào）一定的深度開挖的寬度和深度就（jiù）需要按一定的比（bǐ）例（lì）放坡，否則就（jiù）會發生塌方的（de）現象。若海纜的埋深為3m、放坡比例為1:3(深度與寬（kuān）度之比)時，開挖（wā）的寬度就要達到（dào）9m。
開挖法的溝槽深度與寬度
采用此方法施工，如果有船舶遇到惡劣氣候或緊急情況在（zài）海纜路由上拋錨則（zé）很容易損壞海纜。
因為利用潮汐自然回填需要較長的一段時間才能將溝槽全部覆蓋嚴密，而這段時間溝槽裏的土質非常稀鬆且溝槽的寬度很寬對海纜並無保護作（zuò）用（yòng），所以船舶拋錨後仍（réng）能危害海纜的安全（quán）。
2、刀犁式埋設犁施工法簡介：
在作業時，海纜（lǎn）施工船在布纜的同時，依靠其強大的牽（qiān）引力拖（tuō）曳埋設犁，使安裝在埋設犁尾部的刀犁在海床（chuáng）上掘削出一條溝槽，然（rán）後將海纜埋入其中。其埋設深度由犁刀所決定（dìng），並可以通過控製係統調節（jiē）埋設深度。在埋設犁的主體上，配備（bèi）有調節犁的深度和寬度用的液壓裝置，監視（shì）埋設犁（lí）姿態、障礙物和海（hǎi）纜（lǎn）導入等狀況的各種傳感器及電視攝像機，還有向電視攝像機和埋設犁主體各組成部（bù）分發送控製（zhì）信號，以及收集各（gè）種數據用的機上信號處理裝置。在埋設時，由設於海纜施工船上的監控室（shì）通過控製設備與供電電纜對埋設犁進行控製和供給電源。
此施工方法需要有較大牽引力的大型海纜施（shī）工船，在除了岩石以外（wài）的其他海底底質都可以進行海纜埋設。通常情況（kuàng）下較（jiào）易在泥質（zhì）地施工，而砂質地施工的強度相對較高。
3、衝埋（mái）式埋設犁施工法簡介：
進行海纜埋設作業時，依靠裝設在埋設犁掘削部的（de）噴嘴噴射出高壓水流（liú）使海底泥沙流動形成溝槽，再將海纜埋於溝底。
這種施工方法的主要特點是（shì）：可在布纜的同時埋（mái）設海纜，也可埋設已鋪設在海底的海纜；對海纜施工船的噸位大小和牽引力沒有高要求，隻需提供噴水所需動力；拖行（háng）張力比刀犁式埋設犁小，埋設深度（dù）大，最大埋深可以達到（dào）10m左（zuǒ）右，如（rú）果衝埋設備結合（hé）空氣（qì）提升裝置和機械切削裝置，將進一步提高埋設的深度。由於施工船（chuán）吃水（shuǐ）淺，工作水深可以是1.5m～150m的任何水深。
衝埋式施（shī）工船（chuán）本身並無動力，通（tōng）過（guò）輪流交替轉（zhuǎn）換牽引錨或依（yī）靠其他船隻（zhī）牽（qiān）引。埋設犁上（shàng）裝有埋深指示（shì）、姿（zī）態、張（zhāng）力及壓（yā）力等傳感器, 將數據（jù）傳送到指（zhǐ）揮中心，以控製施工質量。
施工的船速通常由埋設深（shēn）度（dù）來決定，如果控製中心的計算機得到埋深達到要求的信息，將指揮船舶移動，否則繼續衝埋直至符合要求。此方法的埋設速度與海底土質、埋設深度有關，一般為1m/min～10m/min左右（yòu），衝埋寬度為0.2m～0.4m。
4、ROV衝埋施工法簡介：
ROV是水下遙控運載器，俗稱水下機器人，每個（gè）ROV都能安裝兩套衝埋設備、電纜切割機、能鉗起20t重物的夾（jiá）鉗和25Hz音頻信號跟蹤器（qì）等設備各一套（tào）。
結（jié）語
本文（wén）簡要介紹了現階段海上風電場集電電纜基本拓撲結構的類型。根據實際布機情況，綜（zōng）合考慮電纜投資、施工難度以及可靠性等方麵的（de）因素，對集電線路的聯絡進行優化設計。
根據海況測量及地質調查結果，參考成熟的技（jì）術，運用已提出的關鍵技術解決方案，對工程海纜敷設工藝及（jí）方案進行綜合設計，以達到建設時間短，安全等級高，建設（shè）成本優的目標。
來源：微（wēi）信公眾號“風脈能源”
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