English
Những cân nhắc quan trọng khi sử dụng Bend Stiffener để bảo vệ cáp điện ngoài khơi
Đóng vai trò quan trọng trong sự vận hành thành công của các nhà máy điện gió ngoài khơi là hệ thống cáp điện thiết yếu giữ vai trò truyền tải điện từ các tua bin gió đến các trạm biến áp, và sau đó truyền về bờ. Bảo vệ các đoạn cáp điện này khỏi các chuyển động hay bẻ cong quá mức có thể gây ra hư hại là điều quan trọng nhất. Chi phí thay thế dây cáp điện cao thế lên tới hàng triệu Euro, ngay cả trước khi tính đến thời gian ngừng hoạt động của tuabin gió và tổn thất lớn về doanh thu do giảm sản lượng điện sản xuất.
Tại sao cần sử dụng Bend Stiffeners?
Mặc dù có hàng km dây cáp điện được lắp đặt trên mỗi trang trại gió, nhưng chúng rất dễ bị hư hại ở một số vị trí quan trọng, một trong những vị trí quan trọng là các điểm kết nối vào móng tua-bin hoặc trạm biến áp.
Với các tua bin móng cố định, cáp được bảo vệ bằng cách đào rãnh và chôn lấp cho hầu hết chiều dài của chúng, và lộ ra khi tiến gần đến điểm tiếp xúc với móng. Với các tua bin có móng di động, phần cáp được lộ ra tiếp xúc trực trực tiếp với cột nước giữa đáy biển và móng của tua bin và có khả năng sẽ chịu tải trọng động và chuyển động ở mức độ lớn hơn.
Ở những khu vực tiếp xúc này, các lực động trên cáp tạo ra các chuyển động theo chu kỳ tác động đến nền móng. Các chuyển động và tải trọng này tập trung vào điểm kết nối cứng, nơi cáp trải qua quá trình chuyển đổi đột ngột về độ cứng. Do cáp thường có độ cứng thấp, chúng rất nhạy cảm dẫn đến việc uốn cong quá mức và đứt cáp ở các vị trí này. Để giảm thiểu rủi ro này, bảo vệ chống uốn cong quá mức là cần thiết.
Bend Stiffeners – Nghiên cứu và Thiết kế Để phân tích ứng dụng và phát triển một sản phẩm bảo vệ chống uốn cong phù hợp với mục đích của chúng, các yếu tố sau đây cần được cân nhắc khi thiết kế:
- Dữ liệu về đại dương: Cần có thông tin chi tiết để xác định các điều kiện mà cáp sẽ phải chịu.
- Nhiệt độ: Các yếu tố hiệu năng cơ khí của vật liệu polymer được sử dụng trong cáp và cấu trúc của bend stiffener có thể tùy biến theo nhiệt độ.
- Kích thước và trọng lượng cáp: Các tham số cáp này xác định bản chất của phản ứng chống lại các lực động của sóng và dòng điện và do đó ảnh hưởng đến mức độ tải trọng và chuyển động trên cáp.
- Thông số cơ học của cáp: Bán kính uốn cong nhỏ nhất của cáp và các bend stiffener là các yếu tố quan trọng trọng đo lường hiệu quả, tính phù hợp của bất kì một sản phẩm bend stiffener nào.
- Đặc tính nhiệt của cáp: Khi lớp bảo vệ uốn cong bao quanh cáp, nó có thể cách nhiệt cho cáp và tăng nhiệt độ của cáp. Phân tích đặc tính nhiệt là cần thiết để kiểm tra xem liệu cáp có vượt quá ngưỡng nhiệt độ cho phép của nó hay không.
Sau khi xác định được hệ thống chống uốn cong đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất động, dữ liệu có thể được sử dụng để tiến hành thiết kế cơ học cục bộ của hệ thống chống uốn cong và các thành phần của nó, đồng thời phân tích nhiệt bao gồm cả cáp để xác minh các giới hạn nhiệt độ cho phép được duy trì.
Bend Stiffener động
Đối với các ứng dụng chống uốn cong động, nên sử dụng giải pháp Bend Stiffener để duy trì tính toàn vẹn của cáp.
Được thiết kế để cung cấp sự chuyển đổi dần dần và phù hợp về độ cứng từ đầu đến cuối, đây là một tính năng quan trọng của Bend stiffener vì tính năng này loại bỏ sự thay đổi đột ngột về độ cứng tại điểm kết nối và bảo vệ cáp khỏi bị uốn cong quá mức và mỏi quá mức. Bend Stiffener cung cấp sự hỗ trợ liên tục cho cáp tại vị trí tiếp xúc, đảm bảo độ cong tổng thể của cáp bên trong và bên ngoài được giảm đáng kể.
Tóm tắt
Sử dụng Bend Stiffener thay vì các giải pháp chống uốn cong khác, cung cấp giải pháp thiết kế phù hợp nhất cho các điểm kết nối cáp trên các cấu trúc gió cố định và nổi ngoài khơi nơi cáp tiếp xúc với các điều kiện môi trường động, đảm bảo bảo vệ liên tục cáp khỏi bị uốn cong quá mức và mỏi.
Vì các ứng dụng thường có yêu cầu riêng, nên việc phân tích cẩn thận các thông số là cần thiết để xác định giải pháp Bend Stiffener phù hợp nhất. Việc chọn giải pháp bảo vệ uốn cong phù hợp cho cả tuabin gió cụ thể và môi trường sẽ ngăn ngừa hư hỏng cáp và sau đó giảm chi phí vận hành và bảo trì bằng cách tối đa hóa tuổi thọ của cáp, loại bỏ nhu cầu thay thế hoặc sửa chữa cáp sớm trong quá trình vận hành.
