近年來我國的風力發(fā)電工作得到了飛速發(fā)展，風電總裝機量和年度新增裝機量均居國際前列，但因為風電場環(huán)境條件較惡劣，場內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和功能牢靠的新材料、新工藝來進步集電線路運轉質量對風電場的安全安穩(wěn)運轉是十分必要的。
電力電纜是風電場集電線路的重要組成部分，通常狀況下，風電場電纜導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格高；分量較重；施工及運輸本錢高。
依據(jù)上述現(xiàn)狀，國內電纜廠家開端出產鋁合金電纜，現(xiàn)在國內出產鋁合金電纜的企業(yè)已有10余家。事實上，早在1968年，美國南邊電纜公司就發(fā)明晰鋁合金電纜，美國和加拿大等國家至今已有了40多年的運用前史。因而為進步風電場集電線路運轉質量并下降工程造價，有必要對鋁合金電纜的產品運用進行剖析。
鋁合金電纜的特色剖析
鋁合金電纜的導體中首要成份有：銅、鐵、硅、鎂、錳、鈦、鉻、鋅、稀土等，其間銅的效果增加了導體在高溫時的電阻安穩(wěn)性；鐵的效果是增加導體的抗蠕變性；鎂的效果是進步導體的抗拉強度；稀土的效果是進步導體的抗腐蝕功能。
一、鋁合金電纜的電氣功能
(一)導電率：鋁合金的導電率介于鋁和銅之間，比銅差，比鋁略優(yōu)。
(二)電纜緊壓特性：鋁合金導體選用分層緊壓絞合技能，導體的緊壓系數(shù)可到達0.93，而銅導體的緊壓系數(shù)一般只要0.80。通過最大極限的緊壓，能夠補償鋁合金導體在體積導電率上的缺乏，使絞合導體線芯如實體線芯一般，顯著下降了線芯外徑，進步了導電功能，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、鋁合金電纜的機械功能
銅、鋁、鋁合金(以常用AA8030鋁合金導體為例)的金屬力學特性比照見表1。
由表1能夠看出，硬態(tài)純鋁的伸長率很低，重復折彎時易損害或折斷，軟態(tài)純鋁的伸長率比硬態(tài)純鋁有了很大進步，可是其屈從強度只要銅的一半，抗蠕變性差，裝置一段時刻后，銜接處簡單松懈，構成觸摸電阻增大，構成安全運轉危險。通過表1的比較能夠得出鋁合金導體的機械特性具有以下長處：
(一)高延伸。鋁合金導體退火后的延伸率能到達30%，接近于銅而遠高于鋁。這也表明晰鋁合金導體比鋁導體能接受更大的外力。
(二)強柔韌、易曲折。裝置時鋁合金導體比鋁導體有更小的曲折半徑，更簡單進行接線端子的銜接。
(三)抗蠕變性好。鋁合金中的合金元素通過特別的工藝處理，抗蠕變性與壓緊性有了很大進步，當導體遇到冷流、過載過熱等極點狀況時，也能確保安穩(wěn)的銜接。
三、鋁合金電纜的耐腐蝕性
鋁合金導體中參加的稀有金屬，在化學功能方面，進一步進步了單純以鋁為導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，腐蝕會越輕。合金材料中的稀土元素能夠起到添補表層缺陷、細化晶粒，消除導體部分腐蝕的效果，一起也帶來鋁的電極電位負移，具有了陽極效應，然后大大進步了耐腐蝕功能。
四、鋁合金電纜的經濟功能
與銅芯電纜比較，鋁合金電纜的價格優(yōu)勢也比較顯著，平等載流量的鋁合金電纜價格只要銅芯電纜的60%-70%。別的因為分量較輕，也直接下降了裝置本錢。
風電場中的35kV電纜導體挑選
風電場所選用的35kV高壓電纜，起先為了節(jié)約工程造價，導體優(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用經濟電流密度核算適宜的電纜截面。
跟著風電場數(shù)量增多和運轉時刻推移，鋁芯電纜的缺陷逐步顯現(xiàn)出來，首要體現(xiàn)在下列幾個方面：
一、機械強度差，簡單折斷。風電場地點區(qū)域環(huán)境比較惡劣，風速較大，電纜上塔后遭到的風荷載較大，尤其是電纜終端處因為傘群的影響，該部位的受風面更大，因而更簡單呈現(xiàn)毛病。電纜與導線銜接如圖1所示。
二、抗蠕變性較差。風電場電纜上塔后，當通過導體的電流過大時，鋁導體發(fā)熱發(fā)作蠕變，電纜接頭簡單呈現(xiàn)松動、變形，導致線路觸摸欠好，然后引起線路和設備毛病事端。
三、電阻率高，損耗大。風電場挑選電纜導體截面，鋁芯截面要比銅芯截面大許多，如電纜截面挑選過大，電纜長度遠超過電纜廠家最大出產盤長時，電纜分段及中直接頭增多，這樣對集電線路的長時刻運轉是晦氣的。
依據(jù)上述原因，近幾年風電場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題，可是最近幾年我國對銅材的需求量逐步上升，銅價也不斷上升，無形中增加了許多工程本錢，更是增加了施工現(xiàn)場被盜纜的危險。此外因為銅芯電纜分量較重，對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處，能在許多場合代替它們，并且在GB/T3956-2008《電纜的導體》中增加了鋁合金導體的部分內容，因而風電場集電線路中選用鋁合金電纜在理論上是可行的。
但風電場很多推行鋁合金電纜仍有一些問題亟待處理：
鋁合金導體依據(jù)所增加的化學成分不同，其類型多種多樣，而在國內標準中沒有對所增加的化學成分的闡明，因而在招投標以及實踐供貨時產品易存在差異。
因為鋁合金、鋁、銅導體的膨脹系數(shù)不同，不同導體之間不宜直接銜接，需要用過渡端子確保鋁合金導體與銅、鋁導體銜接的牢靠性，也因而增大了運用的危險。
風電場選用鋁合金電纜的運用事例很少，在高溫、高寒、高海拔、高鹽霧、高溫差等特別區(qū)域的運用中，鋁合金電纜是否比鋁芯和銅芯電纜更牢靠也需時刻的查驗。
結語
通過上述剖析，鋁合金電纜具有杰出的導電功能和優(yōu)異的機械功能，改進了鋁芯電纜的銜接不牢靠、機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題亟待完善和處理，主張風電場可針對現(xiàn)場狀況，特別是針對前期風電場的技能改造中，在集電線路部分或許某一輸電回路對鋁合金電纜進行試用，通過在同一運轉環(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踐經驗。
通過時刻的查驗和相關規(guī)程標準的逐步完善，在特定場合運用鋁合金電纜是未來電纜職業(yè)的發(fā)展趨勢。
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