淺談低溫柔性電纜性能要求及測(cè)試方法

鄭州電纜，風(fēng)場(chǎng)位于特殊氣候條件的惡劣環(huán)境中，例如，強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)紫外線和含鹽度很高的空氣等。正因如此，風(fēng)電使用中的電纜功能無(wú)疑比其它使用更高。而風(fēng)機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)一步進(jìn)步了正確選擇電纜的重要性。"

現(xiàn)有風(fēng)場(chǎng)的維護(hù)和新的大規(guī)模風(fēng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)都需求思索采用初等級(jí)的電力電纜、數(shù)據(jù)與控制電纜和通訊電纜，它們決議了電網(wǎng)和通訊零碎的互連質(zhì)量。單個(gè)風(fēng)電機(jī)組所需的電纜數(shù)量比人們想像的要多。例如，一臺(tái)90米高的1.25MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)需求約1km的電力電纜。這樣算，50MW裝機(jī)容量的風(fēng)場(chǎng)將需求40km的電纜。

風(fēng)電機(jī)組任務(wù)在惡劣環(huán)境，這種環(huán)境普通具有寬溫度范圍(約-40℃至50℃)、并且表露在極強(qiáng)紫外線的照射下。因而，要到達(dá)預(yù)期的運(yùn)用壽命，所運(yùn)用的特殊電纜需求可以接受-40℃的高溫及可抵擋紫外線的輻射。對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件而言，電纜應(yīng)具有優(yōu)異的改變和彎曲柔韌性，并具有很小的彎曲半徑。電纜還需求能抗燃料、抗冷凍劑、耐油、耐腐蝕性化學(xué)品及抗磨損。假如風(fēng)場(chǎng)是接近海岸的海洋或位于海上，電纜都還必需耐高含鹽水的腐蝕。出于平安思索，除上述要求外，還要求電纜具有阻燃性。在某些狀況下，還要求低煙、零鹵素(LSZH)資料和EMI維護(hù)等其它特性。

綜上所述，風(fēng)電使用中運(yùn)用的電纜普通應(yīng)滿足以下要求：

(1) 導(dǎo)線

爲(wèi)盡量進(jìn)步柔曲性，引薦設(shè)計(jì)工程師只運(yùn)用多股數(shù)的退火軟銅線。在彎曲繞折類使用中，采用短的同心絞線結(jié)構(gòu)；在改變繞折類使用中，采用長(zhǎng)的同心絞線結(jié)構(gòu)。面積大于6mm2(10AWG)的導(dǎo)線要求運(yùn)用復(fù)合絞線構(gòu)造。

(2) 絕緣

爲(wèi)添加高溫柔韌性，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)作爲(wèi)絕緣資料，以抵抗臭氧腐蝕和發(fā)熱惹起的老化。PVC/尼龍絕緣由于具有高電介強(qiáng)度也失掉了普遍使用。

(3) 護(hù)套

電纜護(hù)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)分解橡膠等熱固性化合物；也可是相似TPE、TPE-PVC合金和聚亞安酯等熱塑性化合物。這些資料都具有抗油、抗燃料、耐溶劑腐蝕等才能，并且在高溫下具有出色的柔韌性。這種特性使其成爲(wèi)風(fēng)電電纜的理想護(hù)套資料。

該當(dāng)留意，電纜構(gòu)造也是電纜柔韌性的決議性要素。采用均衡構(gòu)造的對(duì)稱導(dǎo)線設(shè)計(jì)通常具有高柔韌性。

即便電纜制造時(shí)遵照這些普通規(guī)則，仍激烈建議停止完全的測(cè)試，以仿真"實(shí)踐"使用。

電纜測(cè)試辦法和順序

依據(jù)風(fēng)向，需求由偏航驅(qū)動(dòng)器調(diào)整風(fēng)機(jī)角度。電力、控制和通訊電纜要麼沿程度軸彎曲，要麼沿垂直軸旋轉(zhuǎn)。這就對(duì)改變撓曲性要求愈加嚴(yán)厲，也需求更多關(guān)注。雖然目前沒(méi)有改變撓曲性方面的規(guī)范或法規(guī)，但用戶通常仍追求電纜在投入運(yùn)用前能經(jīng)過(guò)某些方式的測(cè)試。

上面是電纜行業(yè)中用戶采用的普通測(cè)試辦法。

(1) 單根電纜在高溫(-40℃)下的改變應(yīng)力測(cè)試：

將一根10米長(zhǎng)的垂直懸掛電纜樣品的頂端固定，底端綁定到一個(gè)旋轉(zhuǎn)安裝上。首先，將電纜順時(shí)鐘改變4圈(+1440o)，然后逆時(shí)針回轉(zhuǎn)4圈，恢復(fù)到原始地位。接著將電纜逆時(shí)針改變4圈(-1440o)，然后順時(shí)針回轉(zhuǎn)4圈，恢復(fù)到原始地位。反復(fù)上述整個(gè)進(jìn)程5000次以模仿20年的運(yùn)用狀況。假如在2.5U0條件下經(jīng)過(guò)5分鐘，電纜沒(méi)被擊穿、護(hù)套也沒(méi)有裂紋，那麼這根電纜就經(jīng)過(guò)了測(cè)試。

留意：取決于電纜的電壓等級(jí)，U0可以是600、1000或2000V。

(2) 一束電纜的改變應(yīng)力測(cè)試

測(cè)試順序與(1)相反，只是換成了電纜束。

風(fēng)電電纜規(guī)范

目前還沒(méi)有專門針對(duì)風(fēng)電使用中運(yùn)用電纜的規(guī)范。許多電纜制造商遵照IEC 60228 Class 5或6(相似于DIN VDE 0295 Class 5或6、HD 383、GB/T 3956 Class 5 或 6)規(guī)范，運(yùn)用光面或鍍金屬的退火多股銅線作爲(wèi)風(fēng)電電纜導(dǎo)線以取得所需的柔韌性。風(fēng)趣的是，IEC 60228只爲(wèi)電力電纜規(guī)則了導(dǎo)線的標(biāo)稱橫截面面積和導(dǎo)線中電線的數(shù)量和尺寸，這給電纜制造商提供了很大自在度。因而，即便電纜滿足IEC 60288 Class 5或6的要求，電纜功能也常常會(huì)不盡善盡美。而UL 62(觸及多個(gè)ASTM規(guī)范)不只規(guī)則了導(dǎo)線中每股電線的尺寸和數(shù)量，還規(guī)則了導(dǎo)線構(gòu)造(好像心絞線、復(fù)合絞線和集合絞線等構(gòu)造)，這些都是電纜柔韌性功能的關(guān)鍵。至于絕緣和護(hù)套，許多制造商遵照DIN VDE 0207-20和DIN VDE 0207-21。HD 22.1、HD 22.4、UL 44和UL 62也成爲(wèi)電纜消費(fèi)的通用規(guī)范。

諸如UL 758、UL 1581、UL 1277、UL 2277、IEC 60332等其它規(guī)范也常常被用于支持一些額定特性，如風(fēng)機(jī)機(jī)架電纜(WTTC)標(biāo)準(zhǔn)和可燃性等級(jí)要求。

由于歐洲國(guó)度早于北美國(guó)度開(kāi)發(fā)用于風(fēng)能市場(chǎng)的電纜，因而電纜制造商目前更多的采用歐洲規(guī)范。雖然如此，相似的美國(guó)UL規(guī)范具有相反功用，且在某些狀況下，UL規(guī)范對(duì)風(fēng)能使用有更嚴(yán)厲的要求。