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因為比如石油、天然氣和煤炭等傳統(tǒng)動力的儲量約束加之不斷添加的動力需求，人們關(guān)于開發(fā)可再生動力的愛好日益添加。水電、風電、太陽能、地熱能、潮汐與波浪能以及沼氣能等很多可再生動力都已稀有十年的開展前史。盡管可再生動力只滿意整個動力需求的一小部分，但這些新動力的光亮遠景已在全球得到廣泛認可。
除傳統(tǒng)動力儲量的削減外，石化燃料電廠形成的污染是可再生動力受喜愛的另一個要素。作為化石燃料替代品的風能具有儲量豐厚、可再生、散布廣、清潔等特色，且在發(fā)電期間不會發(fā)生溫室氣體排放。到2009年末，全球風電機組的標稱容量為159.2GW、所發(fā)的電能為340TWh，大約是全球運用電能的2%。曩昔三年，全球風電機組裝機容量翻了一倍。
就現(xiàn)有風機的保護和新建風電場來說，工程師和規(guī)劃師不可避免地要為這些運用挑選適宜的電纜。例如：風電機艙內(nèi)部應(yīng)該運用可接連撓曲的操控和數(shù)據(jù)電纜；在風電機塔內(nèi)應(yīng)該運用可改變撓曲的電纜。除了這種柔曲性要求外，還應(yīng)考慮耐熱、抗磨損、抗油及其它化學物質(zhì)等要求。電纜挑選的復雜性很簡單形成決議計劃過錯，并導致不必要的死機和價值昂揚的保護。
風電運用對電纜的要求
一般來說，風場坐落特別氣候條件的惡劣環(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，風電運用中的電纜功能無疑比其它運用更高。而風機內(nèi)的運動部件進一步進步了正確挑選電纜的重要性。
現(xiàn)有風場的保護和新的大規(guī)模風場開發(fā)都需求考慮選用高等級的電力電纜、數(shù)據(jù)與操控電纜和通訊電纜，它們決議了電網(wǎng)和通訊體系的互連質(zhì)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)電機需求約1km的電力電纜。這樣算，50MW裝機容量的風場將需求40km的電纜。
風電機組作業(yè)在惡劣環(huán)境，這種環(huán)境一般具有寬溫度規(guī)模(約-40℃至50℃)、而且暴露在極強紫外線的照射下。因而，要到達預期的運用壽命，所運用的特別電纜需求可以接受-40℃的低溫及可抵擋紫外線的輻射。對風機內(nèi)的運動部件而言，電纜應(yīng)具有優(yōu)異的改變和曲折柔韌性，并具有很小的曲折半徑。電纜還需求能抗燃料、抗冷凍劑、耐油、耐腐蝕性化學品及抗磨損。假如風場是靠近海岸的陸地或坐落海上，電纜都還有必要耐高含鹽水的腐蝕。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)資料和EMI保護等其它特性。
綜上所述，風電運用中運用的柔性電纜一般應(yīng)滿意以下要求：
(1) 導線
為盡量進步柔曲性，引薦規(guī)劃工程師只運用多股數(shù)的退火軟銅線。在曲折繞折類運用中，選用短的同心絞線結(jié)構(gòu)；在改變繞折類運用中，選用長的同心絞線結(jié)構(gòu)。面積大于6mm2(10AWG)的導線要求運用復合絞線結(jié)構(gòu)。
(2) 絕緣
為添加低溫柔韌性，一般挑選熱塑性橡膠(TPE)、乙丙橡膠(EPR，一種EPM或EPDM)或硅橡膠(SiR)作為絕緣資料，以反抗臭氧腐蝕和發(fā)熱引起的老化。PVC/尼龍絕緣因為具有高電介強度也得到了廣泛運用。
(3) 護套
電纜護套既可所以比如聚氯乙烯(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；也但是相似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，而且在低溫下具有超卓的柔韌性。這種特性使其成為風電電纜的抱負護套資料。
應(yīng)當留意，電纜結(jié)構(gòu)也是電纜柔韌性的決議性要素。選用平衡結(jié)構(gòu)的對稱導線規(guī)劃一般具有高柔韌性。
即便電纜制作時遵從這些一般規(guī)矩，仍強烈主張進行徹底的測驗，以仿真“實踐”運用。
電纜測驗辦法和程序
依據(jù)風向，需求由偏航驅(qū)動器調(diào)整風機視點。電力、操控和通訊電纜要么沿水平軸曲折，要么沿筆直軸旋轉(zhuǎn)。這就對改變撓曲性要求愈加嚴厲，也需求更多重視。盡管現(xiàn)在沒有改變撓曲性方面的規(guī)范或法規(guī)，但最終用戶一般仍尋求電纜在投入運用前能通過某些辦法的測驗。
下面是電纜職業(yè)中最終用戶選用的一般測驗辦法。
(1) 單根電纜在低溫(-40℃)下的改變應(yīng)力測驗：
將一根10米長的筆直懸掛電纜樣品的頂端固定，底端綁定到一個旋轉(zhuǎn)設(shè)備上。首要，將電纜順時鐘改變4圈(+1440o)，然后逆時針反轉(zhuǎn)4圈，康復到原始方位。接著將電纜逆時針改變4圈(-1440o)，然后順時針反轉(zhuǎn)4圈，康復到原始方位。重復上述整個進程5000次以模仿20年的運用情況。假如在2.5U0條件下通過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驗。
留意：取決于電纜的電壓等級，U0可所以600、1000或2000V。
(2) 一束電纜的改變應(yīng)力測驗
測驗程序與(1)相同，僅僅換成了電纜束。
風電電纜規(guī)范
現(xiàn)在還沒有專門針對風電運用中運用電纜的規(guī)范。許多電纜制作商遵從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，運用光面或鍍金屬的退火多股銅線作為風電電纜導線以取得所需的柔韌性。風趣的是，IEC 60228只為電力電纜規(guī)則了導線的標稱橫截面面積和導線中電線的數(shù)量和尺度，這給電纜制作商供給了很大自由度。因而，即便電纜滿意IEC 60288 Class 5或6的要求，電纜功能也經(jīng)常會不盡善盡美。而UL 62(觸及多個ASTM規(guī)范)不只規(guī)則了導線中每股電線的尺度和數(shù)量，還規(guī)則了導線結(jié)構(gòu)(如同心絞線、復合絞線和調(diào)集絞線等結(jié)構(gòu))，這些都是電纜柔韌性功能的要害。
至于絕緣和護套，許多制作商遵從DIN VDE 0207-20和DIN VDE 0207-21。HD 22.1、HD 22.4、UL 44和UL 62也成為電纜出產(chǎn)的通用規(guī)范。
比如UL 758、UL 1581、UL 1277、UL 2277、IEC 60332等其它規(guī)范也經(jīng)常被用于支撐一些額定特性，如風機機架電纜(WTTC)規(guī)范和可燃性等級要求。
因為歐洲國家早于北美國家開發(fā)用于風能商場的電纜，因而電纜制作商現(xiàn)在更多的選用歐洲規(guī)范。盡管如此，相似的美國UL規(guī)范具有相同功用，且在某些情況下，UL規(guī)范對風能運用有更嚴厲的要求。
本文定論
本文介紹了風能職業(yè)中電纜運用的情況，總結(jié)了風電電纜的具體結(jié)構(gòu)和構(gòu)成的特別要求。一起還介紹了一種被遍及認可的電纜改變?nèi)犴g性測驗辦法。作者主張，在對任何現(xiàn)有風場施行保護和為未來風電場建造選用電纜前，應(yīng)先對電纜結(jié)構(gòu)和測驗數(shù)據(jù)進行充沛評價。
