【魯纜學堂】國內浮式風電動態電纜發展概況及設計綜述

深遠海風電：海洋能源的未來

全球風能理事會預測，到2030年全球漂浮式海上風電裝機容量將達18.9 GW，其中亞洲將占據52.7%的市場份額。這意味著作為核心配套設備的動態電纜產業也將迎來爆發式增長。

什么是動態電纜

動態電纜源自成熟的臍帶纜技術，世界首條動態電纜由耐克森(Nexans)公司于1983年開發。根據國內標準NB/T 11379—2023的定義，動態電纜是指'應用于漂浮式海上構筑物、帶有相關浮力元件、在水中允許跟隨漂浮式基礎在一定范圍內移動的海底電纜'。

1—銅導體；2—導體屏蔽；3—交聯聚乙烯絕緣；4—絕緣屏蔽；5、8—半導電阻水帶,帶護套；6—金屬屏蔽(銅絲)；7—金屬蔽(銅帶)；9—分相護套；10—光單元；11—填充；12、15、17—包帶；13—內護套；14—第一層鎧裝鍍鋅鋼絲；16—第二層鎧裝鍍鋅鋼絲；18—外護套

動態電纜由海面浮式結構懸掛至海床，在工作過程中不斷承受波浪、洋流沖擊和浮體晃動。其典型構造包括懸掛點、彎曲加強件、懸垂段、重力段與浮力段等，通過精細調整配重塊和浮力塊的數量與位置來滿足各種復雜工況需求。

動態電纜靜態示意圖

動態電纜的關鍵技術解析

動態電纜的疲勞損傷主要由兩種機制導致：

波致疲勞：通過水動力分析軟件和有限元計算軟件，結合S-N曲線，計算波浪載荷作用下的疲勞損傷。

行業發展面臨的挑戰

• 地理條件限制：中國近岸平均水深不超過60m，而動態電纜的理想水深為60~100m。

• 氣候環境挑戰：東南海區季風氣候顯著，臺風等極端天氣對電纜設計和維護帶來巨大挑戰。

• 標準缺失：國內外均缺乏統一的動態電纜設計標準。

• 經驗不足：國內動態電纜設計經驗積累不足，仍有大量技術問題亟待解決。

未來發展與技術創新

盡管面臨諸多挑戰，但隨著深遠海風電項目的推進，國內動態電纜產業正迅速發展。主要電纜企業已從單純的產品制造升級為提供一體化解決方案，并開始拓展國際市場。

快速安裝與解脫裝置：開發彎曲加強件快速解脫裝置(BSC)，應對臺風等極端天氣。

隨著深遠海領域技術的持續發展，動態電纜作為關鍵配套設備，將為我國海上新能源發展奠定堅實基礎，助力中國海洋可再生能源產業走向世界舞臺。