近年來(lái)我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電工作得到了飛速發(fā)展，風(fēng)電總裝機(jī)量和年度新增裝機(jī)量均居國(guó)際前列，但因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)環(huán)境條件較惡劣，場(chǎng)內(nèi)集電線路的電纜終端、電纜本體等易呈現(xiàn)毛病，因而不斷選用技能先進(jìn)和功能牢靠的新材料、新工藝來(lái)進(jìn)步集電線路運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的安全安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)是十分必要的。
電力電纜是風(fēng)電場(chǎng)集電線路的重要組成部分，通常狀況下，風(fēng)電場(chǎng)電纜導(dǎo)體的挑選有鋁芯和銅芯兩種。鋁芯電纜與銅芯電纜各有缺乏，鋁芯電纜的缺陷是柔韌性差，重復(fù)折彎易開裂；安穩(wěn)性較差，易受腐蝕和氧化；電阻率高，比同截面銅芯能耗高，損耗大；延展性差，不便于裝置等。銅芯電纜的缺陷是價(jià)格高；分量較重；施工及運(yùn)輸本錢高。
依據(jù)上述現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)電纜廠家開端出產(chǎn)鋁合金電纜，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)出產(chǎn)鋁合金電纜的企業(yè)已有10余家。事實(shí)上，早在1968年，美國(guó)南邊電纜公司就發(fā)明晰鋁合金電纜，美國(guó)和加拿大等國(guó)家至今已有了40多年的運(yùn)用前史。因而為進(jìn)步風(fēng)電場(chǎng)集電線路運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量并下降工程造價(jià)，有必要對(duì)鋁合金電纜的產(chǎn)品運(yùn)用進(jìn)行剖析。
鋁合金電纜的特色剖析
鋁合金電纜的導(dǎo)體中首要成份有：銅、鐵、硅、鎂、錳、鈦、鉻、鋅、稀土等，其間銅的效果增加了導(dǎo)體在高溫時(shí)的電阻安穩(wěn)性；鐵的效果是增加導(dǎo)體的抗蠕變性；鎂的效果是進(jìn)步導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度；稀土的效果是進(jìn)步導(dǎo)體的抗腐蝕功能。
一、鋁合金電纜的電氣功能
(一)導(dǎo)電率：鋁合金的導(dǎo)電率介于鋁和銅之間，比銅差，比鋁略優(yōu)。
(二)電纜緊壓特性：鋁合金導(dǎo)體選用分層緊壓絞合技能，導(dǎo)體的緊壓系數(shù)可到達(dá)0.93，而銅導(dǎo)體的緊壓系數(shù)一般只要0.80。通過(guò)最大極限的緊壓，能夠補(bǔ)償鋁合金導(dǎo)體在體積導(dǎo)電率上的缺乏，使絞合導(dǎo)體線芯如實(shí)體線芯一般，顯著下降了線芯外徑，進(jìn)步了導(dǎo)電功能，因而載流量相一起，鋁合金電纜代替銅芯電纜后的電纜外徑增加不大。
二、鋁合金電纜的機(jī)械功能
銅、鋁、鋁合金(以常用AA8030鋁合金導(dǎo)體為例)的金屬力學(xué)特性比照見表1。
由表1能夠看出，硬態(tài)純鋁的伸長(zhǎng)率很低，重復(fù)折彎時(shí)易損害或折斷，軟態(tài)純鋁的伸長(zhǎng)率比硬態(tài)純鋁有了很大進(jìn)步，可是其屈從強(qiáng)度只要銅的一半，抗蠕變性差，裝置一段時(shí)刻后，銜接處簡(jiǎn)單松懈，構(gòu)成觸摸電阻增大，構(gòu)成安全運(yùn)轉(zhuǎn)危險(xiǎn)。通過(guò)表1的比較能夠得出鋁合金導(dǎo)體的機(jī)械特性具有以下長(zhǎng)處：
(一)高延伸。鋁合金導(dǎo)體退火后的延伸率能到達(dá)30%，接近于銅而遠(yuǎn)高于鋁。這也表明晰鋁合金導(dǎo)體比鋁導(dǎo)體能接受更大的外力。
(二)強(qiáng)柔韌、易曲折。裝置時(shí)鋁合金導(dǎo)體比鋁導(dǎo)體有更小的曲折半徑，更簡(jiǎn)單進(jìn)行接線端子的銜接。
(三)抗蠕變性好。鋁合金中的合金元素通過(guò)特別的工藝處理，抗蠕變性與壓緊性有了很大進(jìn)步，當(dāng)導(dǎo)體遇到冷流、過(guò)載過(guò)熱等極點(diǎn)狀況時(shí)，也能確保安穩(wěn)的銜接。
三、鋁合金電纜的耐腐蝕性
鋁合金導(dǎo)體中參加的稀有金屬，在化學(xué)功能方面，進(jìn)一步進(jìn)步了單純以鋁為導(dǎo)體的金屬材料耐腐蝕功能，減少了不同金屬之間的電位差，電位差越小，腐蝕會(huì)越輕。合金材料中的稀土元素能夠起到添補(bǔ)表層缺陷、細(xì)化晶粒，消除導(dǎo)體部分腐蝕的效果，一起也帶來(lái)鋁的電極電位負(fù)移，具有了陽(yáng)極效應(yīng)，然后大大進(jìn)步了耐腐蝕功能。
四、鋁合金電纜的經(jīng)濟(jì)功能
與銅芯電纜比較，鋁合金電纜的價(jià)格優(yōu)勢(shì)也比較顯著，平等載流量的鋁合金電纜價(jià)格只要銅芯電纜的60%-70%。別的因?yàn)榉至枯^輕，也直接下降了裝置本錢。
風(fēng)電場(chǎng)中的35kV電纜導(dǎo)體挑選
風(fēng)電場(chǎng)所選用的35kV高壓電纜，起先為了節(jié)約工程造價(jià)，導(dǎo)體優(yōu)先選用鋁芯，在滿意電壓降及修正后的載流量的前提下運(yùn)用經(jīng)濟(jì)電流密度核算適宜的電纜截面。
跟著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量增多和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻推移，鋁芯電纜的缺陷逐步顯現(xiàn)出來(lái)，首要體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：
一、機(jī)械強(qiáng)度差，簡(jiǎn)單折斷。風(fēng)電場(chǎng)地點(diǎn)區(qū)域環(huán)境比較惡劣，風(fēng)速較大，電纜上塔后遭到的風(fēng)荷載較大，尤其是電纜終端處因?yàn)閭闳旱挠绊懀摬课坏氖茱L(fēng)面更大，因而更簡(jiǎn)單呈現(xiàn)毛病。電纜與導(dǎo)線銜接如圖1所示。
二、抗蠕變性較差。風(fēng)電場(chǎng)電纜上塔后，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流過(guò)大時(shí)，鋁導(dǎo)體發(fā)熱發(fā)作蠕變，電纜接頭簡(jiǎn)單呈現(xiàn)松動(dòng)、變形，導(dǎo)致線路觸摸欠好，然后引起線路和設(shè)備毛病事端。
三、電阻率高，損耗大。風(fēng)電場(chǎng)挑選電纜導(dǎo)體截面，鋁芯截面要比銅芯截面大許多，如電纜截面挑選過(guò)大，電纜長(zhǎng)度遠(yuǎn)超過(guò)電纜廠家最大出產(chǎn)盤長(zhǎng)時(shí)，電纜分段及中直接頭增多，這樣對(duì)集電線路的長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)是晦氣的。
依據(jù)上述原因，近幾年風(fēng)電場(chǎng)中電力電纜首要選用銅芯。銅芯電纜能夠很好的處理鋁芯電纜的各種問(wèn)題，可是最近幾年我國(guó)對(duì)銅材的需求量逐步上升，銅價(jià)也不斷上升，無(wú)形中增加了許多工程本錢，更是增加了施工現(xiàn)場(chǎng)被盜纜的危險(xiǎn)。此外因?yàn)殂~芯電纜分量較重，對(duì)電纜支架的要求也較高。
鋁合金電纜與鋁芯和銅芯電纜比較的確有許多長(zhǎng)處，能在許多場(chǎng)合代替它們，并且在GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》中增加了鋁合金導(dǎo)體的部分內(nèi)容，因而風(fēng)電場(chǎng)集電線路中選用鋁合金電纜在理論上是可行的。
但風(fēng)電場(chǎng)很多推行鋁合金電纜仍有一些問(wèn)題亟待處理：
鋁合金導(dǎo)體依據(jù)所增加的化學(xué)成分不同，其類型多種多樣，而在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)所增加的化學(xué)成分的闡明，因而在招投標(biāo)以及實(shí)踐供貨時(shí)產(chǎn)品易存在差異。
因?yàn)殇X合金、鋁、銅導(dǎo)體的膨脹系數(shù)不同，不同導(dǎo)體之間不宜直接銜接，需要用過(guò)渡端子確保鋁合金導(dǎo)體與銅、鋁導(dǎo)體銜接的牢靠性，也因而增大了運(yùn)用的危險(xiǎn)。
風(fēng)電場(chǎng)選用鋁合金電纜的運(yùn)用事例很少，在高溫、高寒、高海拔、高鹽霧、高溫差等特別區(qū)域的運(yùn)用中，鋁合金電纜是否比鋁芯和銅芯電纜更牢靠也需時(shí)刻的查驗(yàn)。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上述剖析，鋁合金電纜具有杰出的導(dǎo)電功能和優(yōu)異的機(jī)械功能，改進(jìn)了鋁芯電纜的銜接不牢靠、機(jī)械功能差和易蠕變等缺陷。但考慮到鋁合金電纜還有一些問(wèn)題亟待完善和處理，主張風(fēng)電場(chǎng)可針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況，特別是針對(duì)前期風(fēng)電場(chǎng)的技能改造中，在集電線路部分或許某一輸電回路對(duì)鋁合金電纜進(jìn)行試用，通過(guò)在同一運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境條件下的比照，了解其線路損耗、毛病率等方面是否更優(yōu)于銅芯和鋁芯電纜，為今后很多推行供給實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
通過(guò)時(shí)刻的查驗(yàn)和相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，在特定場(chǎng)合運(yùn)用鋁合金電纜是未來(lái)電纜職業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
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