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耐低溫電纜性能要求及測試方法

    一般來說,風場位于特殊氣候條件的惡劣環(huán)境中,例如,強風、強紫外線和含鹽度很高的空氣等。正因如此,風電應用中的電纜性能無疑比其它應用更高。而風機內的運動部件進一步提高了正確選擇電纜的重要性。

  現有風場的維護和新的大規(guī)模風場開發(fā)都需要考慮采用高等級的電力電纜、數據與控制電纜和通信電纜,它們決定了電網和通信系統(tǒng)的互連質量。單個風電機組所需的電纜數量比人們想像的要多。例如,一臺90米高的1.25MW風力發(fā)電機需要約1km的電力電纜。這樣算,50MW裝機容量的風場將需要40km的電纜。

  風電機組工作在惡劣環(huán)境,這種環(huán)境一般具有寬溫度范圍(約-40℃至50℃)、并且暴露在強紫外線的照射下。因此,要達到預期的使用壽命,所使用的特殊電纜需要能夠承受-40℃的低溫及可抵御紫外線的輻射。對風機內的運動部件而言,電纜應具有優(yōu)異的扭轉和彎曲柔韌性,并具有很小的彎曲半徑。電纜還需要能抗燃料、抗冷凍劑、耐油、耐腐蝕性化學品及抗磨損。如果風場是靠近海岸的陸地或位于海上,電纜都還須***耐高含鹽水的侵蝕。出于安全考慮,除上述要求外,還要求電纜具有阻燃性。在某些情況下,還要求低煙、零鹵素(LSZH)材料和EMI保護等其它特性。

  綜上所述,風電應用中使用的電纜一般應滿足以下要求:

  (1) 導線
  為盡量提高柔曲性,推薦設計工程師只使用多股數的退火軟銅線。在彎曲繞折類應用中,采用短的同心絞線構造;在扭轉繞折類應用中,采用長的同心絞線構造。面積大于6mm2(10AWG)的導線要求使用復合絞線結構。

  (2) 絕緣
  為增加低溫柔韌性,通常選擇熱塑性橡膠(TPE)、乙丙橡膠(EPR,一種EPM或EPDM)或硅橡膠(SiR)作為絕緣材料,以抵抗臭氧腐蝕和發(fā)熱引起的老化。PVC/尼龍絕緣由于具有高電介強度也得到了廣泛應用。

  (3) 護套
  電纜護套既可以是諸如聚氯乙烯(CPE)、聚氯丁烯(氯丁橡膠)、氯磺化聚乙烯(CSPE)合成橡膠等熱固性化合物;也可是類似TPE、TPE-PVC合金和聚亞安酯等熱塑性化合物。這些材料都具有抗油、抗燃料、耐溶劑腐蝕等能力,并且在低溫下具有出色的柔韌性。這種特性使其成為風電電纜的理想護套材料。


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