马辽林,杨奇锋,胡湘华,黄钰棋,李华斌

(湖南华菱线缆股份有限公司 特种线缆制备湖南省重点实验室,湘潭 411101)

0 引 言

我国铜资源匮乏且价格居高不下,而铝的密度小,其价格约为铜的1/3,因此,铝合金芯电缆因成本低而广泛应用于风电领域。目前,常见的风力发电用铝合金芯电缆采用GB/T 3956—2008《电缆的导体》中第2 种铝合金紧压导体,仅能用于塔筒内固定敷设[1],其上端与风机专用铜芯耐扭电缆相连接,而铝合金芯耐扭电缆尚未出现。原因是,为减少风能损失,风力发电偏航控制系统跟随风向的变化及时做出调整,使叶轮始终对准风向以保持叶轮转速的稳定,同时带动塔筒上端的电缆在限定的角度内扭转。然而,铝合金的强度和抗疲劳性能比铜的低,在长时间的扭转作用下,铝合金导体可能出现一些预知的风险,如导体断丝、局部电阻增加引起电缆发热和燃烧,甚至造成系统停止工作,给机组带来严重损害。因此,相关的应用研究较少,铝合金芯耐扭电缆还没有被风机设计人员和用户所接受。本工作通过扭转试验,分析了扭转过程中导体断丝率与扭转角度、扭转长度及导体结构的相关性,并结合实际使用场景对铝合金芯耐扭电缆的应用可行性进行了研究。

1 技术要求

铝合金芯耐扭电缆应具有良好的电性能、机械性能和优良的环境适应性,包括阻燃、耐低温、耐老化、耐油、耐弯曲和耐扭曲等。参照风力发电用铜芯耐扭曲软电缆标准[2]要求,电缆应经受不少于10 000 个周期(10 000 次)的扭转试验,完成试验后应检查电缆的外表是否扭曲变形、护套是否有开裂,而且扭转后的电缆要经受浸水电压试验且未击穿。……