Kabelbreuken tijdens het leggen van exportkabels op de zeebodem

Je staat op het dek van een DP2 kabellegger, de wind waait over het dek en de zee is grijs. Op de sonar zie je een strakke lijn lopen: de exportkabel die straks stroom van je windpark naar het vasteland brengt. Dan gebeurt het.

Een plotselinge knal, een trilling door het schip, en de spanning in de kabel verandert. Een kabelbreuk.

Binnen een paar seconden is een project van miljoenen euro’s in gevaar. In de offshore windwereld is dit een scenario waar elke engineer, kapitein en projectmanager wakker van ligt. Een kabelbreuk tijdens het leggen van exportkabels op de zeebodem is niet alleen een technisch probleem; het is een logistieke nachtmerrie die je voor wilt blijven.

Wat is een kabelbreuk tijdens installatie?

Een kabelbreuk tijdens installatie betekent dat de kabel onder spanning breekt of scheurt terwijl deze vanaf een kabellegger op de zeebodem wordt gelegd. Dit kan gebeuren tijdens het varen, het afvaren van de kabel via een J-tube of een lay-down procedure.

De breuk kan zichtbaar zijn aan de oppervlakte of diep op de zeebodem, afhankelijk van het moment en de locatie. In de praktijk gaat het vaak om een combinatie van factoren: mechanische belasting, buiging, trekkracht en contact met scherpe randen op de zeebodem. Een exportkabel voor een windpark met een vermogen van 700 MW heeft een diameter van 20-25 cm en een gewicht van 60-80 kg per meter.

Als deze kabel onder een verkeerde hoek wordt afgevaren of over een scherpe rand op de zeebodem schuurt, kan de buitenmantel beschadigen en de kern breken.

De gevolgen zijn direct zichtbaar. Een breuk betekent dat je de kabel moet opvissen, repareren en opnieuw moet leggen. Dit kost tijd, geld en mankracht. Een enkele reparatie kan zomaar €500.000 tot €1,5 miljoen kosten, afhankelijk van de diepte, de locatie en de benodigde apparatuur.

Waarom is dit zo’n groot probleem?

Exportkabels zijn de levensaders van offshore windparken. Zonder deze kabels kan de opgewekte stroom niet naar het vasteland worden getransporteerd.

Een breuk tijdens de installatie betekent dat het hele project vertraging oploopt. En vertraging in de offshore windwereld is duur. Elke dag dat een windpark niet operationeel is, kost de eigenaar tienduizenden euro’s aan misgelopen inkomsten.

Daarnaast is de logistiek complex. Een kabelbreuk vereist een gespecialiseerd schip, zoals een DP2 kabellegger met een rov (onderwaterrobot) en een kabeltrekinstallatie.

Deze schepen zijn vaak maanden van tevoren geboekt. Als er een breuk plaatsvindt, moet je deze schepen opnieuw inplannen, wat kan leiden tot conflicten met andere projecten. Bovendien zijn de reparatiekosten hoog, niet alleen vanwege de apparatuur, maar ook vanwege de benodigde mankracht en de tijd die het kost.

Er is ook een ecologische impact. Een gebroken kabel kan beschadigd raken door stroming of zware zeeën, wat leidt tot extra slijtage.

In het ergste geval kan de kabel worden blootgesteld aan corrosie of mechanische schade door zeevruchten of rotsen.

Dit maakt de reparatie nog complexer en duurder.

Hoe ontstaat een kabelbreuk? De belangrijkste oorzaken

Een kabelbreuk tijdens het leggen van exportkabels komt niet zomaar uit de lucht vallen. Meestal is het een combinatie van factoren die samen de kabel onder druk zetten.

• Overmatige buiging: De kabel moet soepel over de haspel van de kabellegger worden afgevaren. Als de buigstraal te klein is, bijvoorbeeld door een verkeerde afrolhoek, kan de kabel beschadigen. Een exportkabel heeft een minimale buigstraal van 2,5 tot 3 meter. Ga je hieronder, dan loop je risico.
• Trekkracht: De kabel wordt onder spanning gelegd om te voorkomen dat hij op de zeebodem gaat slingeren. Te veel trek kan de kabel doen breken, vooral als er obstakels op de zeebodem zijn. Een typische trekkracht voor een exportkabel ligt tussen de 10 en 20 ton, afhankelijk van het type kabel.
• Contact met scherpe randen: De zeebodem is niet altijd vlak. Rotspartijen, schelpen of oude kabels kunnen de buitenmantel van de kabel beschadigen. Een beschadigde mantel leidt tot waterinfiltratie en uiteindelijk tot een kortsluiting of breuk.
• Weersomstandigheden: Harde wind, golven en stromingen kunnen het schip en de kabel onstabiel maken. Een DP2 schip kan zich positioneren, maar bij extreme omstandigheden kan de kabel onbedoeld worden belast.
• Technische storingen: Een kapotte haspel, een verkeerde spanning op de kabel of een fout in de monitoring kan leiden tot een breuk. Moderne systemen zoals de Nexans Aurora hebben sensoren die de spanning en temperatuur continu meten, maar een menselijke fout blijft altijd mogelijk.

Hier zijn de meest voorkomende oorzaken: Om deze risico’s te beperken, worden er vooraf gedetailleerde zeebodemmetingen uitgevoerd. Met multibeam sonar en ROV’s wordt de route in kaart gebracht. Obstakels worden verwijderd of omzeild. Toch blijft er altijd een risico bestaan, vooral bij uitdagende projecten voor drijvende windparken waar de druk en de temperatuur extreem zijn.

Modellen, kosten en reparatieopties

De kosten van een kabelbreuk hangen af van de diepte, de locatie en de benodigde apparatuur.

1. Ondiep water (tot 30 meter): Een breuk op ondiep water kan worden gerepareerd met een standaard kabellegger en een ROV. De kosten liggen tussen de €300.000 en €500.000. De reparatie duurt 2-5 dagen, afhankelijk van de beschikbaarheid van het schip.
2. Diep water (30-100 meter): Hier is een gespecialiseerd schip nodig, zoals een DP2 kabellegger met een zware kabeltrekinstallatie. De kosten liggen tussen de €500.000 en €1 miljoen. De reparatie duurt 5-10 dagen.
3. Extreem diep water (meer dan 100 meter): Voor diepwater projecten zijn ROV’s met gespecialiseerde gereedschappen nodig. De kosten kunnen oplopen tot €1,5 miljoen of meer. De reparatie duurt 10-20 dagen, afhankelijk van de complexiteit.

Hieronder vind je een overzicht van de meest voorkomende scenario’s en hun kosten: Naast de reparatiekosten zijn er indirecte kosten. Een vertraging van een week kan leiden tot een boete van €50.000 tot €100.000 per dag, afhankelijk van het contract. Daarnaast moeten er nieuwe kabels worden besteld, wat weken tot maanden kan duren. Er zijn verschillende reparatiemethoden.

De meest voorkomende is het opvissen van de kabel, het verwijderen van het beschadigde deel en het aanbrengen van een nieuwe sectie met behulp van een kabelmof. Een andere optie is het omzeilen van de breuk met een nieuwe kabelsectie, wat vooral wordt gebruikt bij diepwater projecten waar de kabel niet makkelijk kan worden opgevist.

Een alternatief is het gebruik van een kabelbescherming, zoals een stalen mantel of een betonnen coating.

Deze bescherming voorkomt dat de kabel wordt beschadigd door scherpe randen of obstakels. De kosten voor een dergelijke bescherming liggen tussen de €100 en €200 per meter, afhankelijk van de dikte en het materiaal.

Praktische tips om kabelbreuken te voorkomen

Het voorkomen van een kabelbreuk begint bij de voorbereiding. Zorg dat je een gedetailleerde zeebodemkaart hebt voordat je begint met leggen.

Gebruik multibeam sonar en ROV’s om obstakels in kaart te brengen en te verwijderen. Plan de route zorgvuldig en vermijd scherpe randen of onstabiele delen van de zeebodem. Kies de juiste apparatuur. Gebruik een kabellegger met een geschikte haspel en een J-tube die past bij de diameter en het gewicht van de kabel.

Zorg dat de spanning op de kabel continu wordt gemonitord met sensoren. Moderne systemen zoals die van Nexans of Prysmian hebben ingebouwde spanning- en temperatuurmeting.

Stel limieten in voor de trekkracht en buigstraal, en voorkom de 3 kritieke fouten bij het transport van windturbinebladen door het schip de kabel soepel te laten afvaren.

Werk met een ervaren team. De kapitein, de engineer en de ROV-operator moeten goed op elkaar zijn afgestemd. Oefen de installatieprocedure eerst op ondiep water voordat je naar dieper water gaat.

Zorg dat er een back-up plan is, zoals een extra kabellegger of een reparatieschip dat snel kan worden ingezet. Monitor de kabel tijdens en na de installatie.

Gebruik ROV’s om de kabel op de zeebodem te controleren op beschadigingen. Als er een vermoeden is van een breuk, handel dan snel. Een vroege detectie kan de reparatiekosten aanzienlijk verlagen.

Investeer in kwaliteit en werk samen met de beste leveranciers van kabellegschepen voor windparken.

Kies voor kabels van gerenommeerde merken zoals Nexans, Prysmian of NKT. Deze kabels zijn ontworpen voor zware omstandigheden en hebben een langere levensduur.

Hoogwaardige kabels kosten meer, maar besparen op de lange termijn op reparatiekosten en vertragingen.

Door deze stappen te volgen, verklein je de kans op een kabelbreuk aanzienlijk. En mocht het toch gebeuren, dan ben je beter voorbereid om snel en efficiënt te handelen.