淺談低溫柔性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(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)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*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，電纜都還必須耐高含鹽水的侵蝕。出于ān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，*設計工程師只使用多股數(shù)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。

應當注意，電纜結構也是電纜柔韌性的決定性因素。采用平衡結構的對稱導線設計通常具有高柔韌性。

即使電纜制造時遵循這些一般規(guī)則，仍強烈建議進行*的測試，以仿真"實際"應用。

電纜測試方法和程序

根據(jù)風向，需要由偏航驅動器調整風機角度。電力、控制和通信電纜要么沿水平軸彎曲，要么沿垂直軸旋轉。這就對扭轉撓曲性要求更加嚴格，也需要更多關注。雖然目前沒有扭轉撓曲性方面的標準或法規(guī)，但zuì終用戶通常仍追求電纜在投入使用前能通過某些方式的測試。

下面是電纜行業(yè)中zuì終用戶采用的一般測試方法。

(1) 單根電纜在低溫(-40℃)下的扭轉應力測試：

將一根10米長的垂直懸掛電纜樣品的頂端固定，底端綁定到一個旋轉裝置上。首先，將電纜順時鐘扭轉4圈(+1440o)，然后逆時針回轉4圈，恢復到原始位置。接著將電纜逆時針扭轉4圈(-1440o)，然后順時針回轉4圈，恢復到原始位置。重復上述整個過程5000次以模擬20年的使用情況。如果在2.5U0條件下經過5分鐘，電纜沒被擊穿、護套也沒有裂紋，那么這根電纜就通過了測試。大對數(shù)通信電纜 HSYV-5 100對

注意：取決于電纜的電壓等級，U0可以是600、1000或2000V。

(2) 一束電纜的扭轉應力測試

測試程序與(1)相同，只是換成了電纜束。

風電電纜標準

目前還沒有專門針對風電應用中使用電纜的標準。許多電纜制造商遵循IEC 60228 Class 5或6(類似于DIN VDE 0295 Class 5或6、HD 383、GB/T 3956 Class 5 或 6)標準，使用光面或鍍金屬的退火多股銅線作為風電電纜導線以獲得所需的柔韌性。有趣的是，IEC 60228只為電力電纜規(guī)定了導線的標稱橫截面面積和導線中電線的數(shù)量和尺寸，這給電纜制造商提供了很大自由度。因此，即使電纜滿足IEC 60288 Class 5或6的要求，電纜性能也經常會不盡如人意。而UL 62(涉及多個ASTM標準)不僅規(guī)定了導線中每股電線的尺寸和數(shù)量，還規(guī)定了導線結構(如同心絞線、復合絞線和集合絞線等結構)，這些都是電纜柔韌性性能的關鍵。至于絕緣和護套，許多制造商遵循DIN VDE 0207-20和DIN VDE 0207-21。HD 22.1、HD 22.4、UL 44和UL 62也成為電纜生產的通用標準。

諸如UL 758、UL 1581、UL 1277、UL 2277、IEC 60332等其它標準也經常被用于支持一些額外特性，如風機機架電纜(WTTC)規(guī)范和可燃性等級要求。

由于歐洲國家早于北美國家開發(fā)用于風能市場的電纜，因此電纜制造商目前更多的采用歐洲標準。盡管如此，類似的美國UL標準具有相同功用，且在某些情況下，UL標準對風能應用有更嚴格的要求。

高溫電線電纜出口需注意的五個方面

目前不少國內高溫電線電纜企業(yè)紛紛進軍國外市場，但是與國外本土產品相比，我國高溫電線電纜產品的競爭力還有待提高，尤其是一些企業(yè)不了解國外的行業(yè)標準就貿然行動，導致企業(yè)發(fā)展處于一個尷尬的境地。春草作為高溫電線電纜行業(yè)的，已在國外市場取得一定的成績，下面就分享一下出口高溫電線電纜需注意的五個方面。

　　一、技術標準：國外高溫電線電纜一般要求采用IEC或英標、美標等*標準，因此僅對國內標準熟悉是不夠的，還要熟悉標準。

　　二、鋪設條件：在西亞、東南亞等地區(qū)的環(huán)境條件比較特殊，如有些地區(qū)zuì高溫度50℃，zuì高日平均溫度40℃，因此技術資料中應在意與環(huán)境有關的技術參數(shù)的說明（如載流量的修正系數(shù)）。

　　三、高溫電線電纜結構：由于高溫電線電纜鋪設環(huán)境的原因，高溫線結構除了要滿足標準要求外，往往還有一些附加的要求，為此，企業(yè)在高溫線的設計制造過程中要加以注意。

大對數(shù)通信電纜 HSYV-5 100對 　　四、高溫電線電纜的包裝：對出口高溫電線電纜而言，交貨盤一般采用大盤或鋼盤結構，并且用鐵皮或木條全封閉包裝。除了要考慮高溫線裝盤長度和zuì小允許彎曲半徑以外，還要考慮集裝箱的尺寸。要嚴格按照訂貨要求。由于出口高溫線的包裝要比國內的繁復，因此會影響到高溫線的成本及交貨期，為此，在訂合同時就要注意。

　　五、其他注意事項：在發(fā)貨之前，要向用戶提供高溫電線電纜主要技術參數(shù)、截面圖、敷設說明書等資料、試驗報告也要隨貨發(fā)運。技術資料應確保完整無缺；要嚴格控制高溫電線電纜的制造長度，交貨長度誤差要盡量減少。凡是出口產品都要通過國家商檢部門檢驗，并出具商品檢驗書。

　　隨著世界經濟一體化進程的加快，國產高溫電線電纜企業(yè)的市場競爭必定不會局限在國內市場，國外市場才是更大的舞臺。希望國內企業(yè)在進軍國外市場之前可以仔細思考以上五點，并結合企業(yè)自身狀況作出zuì適合自己的發(fā)展方案。