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风电机组用中压抗扭电缆的研制

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船舶和海洋工程变频装置用中压电缆的研制

船舶和海洋工程变频装置用中压电缆的研制

０ 引言
目前 ， 各 大 船 级社 在 船 舶建 造 规 范 中对 高 压装 置 的要求 都 比较笼 统 ， 但 把 标 称 系统 相 间 电压 超 过 １ ０ ０ ０ Ｖ的称 为高 压 。本文考 虑 到行业 内的习惯 ， 把
相 间 电压超 过 １ ０ ０ ０ Ｖ、 不大于 １ ７ ５ ０ ０ Ｖ 的船 舶 和
电力 电子 设备 应 用 于船 电系 统 ， 这 是 科技 进步 的表
（ ３ ） 总屏 蔽 抑 制 系数 ： 电 缆 的 总 屏 蔽 抑 制 系数
不大 于 ０ ． ０ ５ 。
（ ４ ） 阻燃 性能 ： 电缆需 能通 过 Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ３ ３ ２ — ３ — ２ ２ 规定 的 Ａ类成束 阻燃 。 （ ５ ） 弯 曲半 径 ： 成 品电缆最 小弯 曲半 径 不小 于 ９
２ ． １ 电缆名 称
求 的 电缆 ， 是抑 制 和 减 少谐 波危 害 的重 要措 施 。现 将 研制船 舶 和海洋 工程 变频 装置 用 中压 电缆 的相 关
问题 ， 简 述如 下 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ９— ２ ８
交 联 聚 乙烯绝 缘 聚烯烃 护套 镀锡 铜丝 编织 铠装
的 电缆 结构 中护 套 材料 必 须 具 有 高 阻燃 性 ， 内外 护 套 材料 的氧 指数均 不低 于 ３ ２ ， 同时 材料 的低 烟无 卤
性 能符合 Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ９ ２ － ３ ５ ０的规 定 。 ２ ． ８ 接 地导体 的截 面
国 际机构 及 各 大 船 级 社 都 已提 出相 应 的 标 准 及 规 范， 对高 次 谐波 进 行 管 理 和控 制 ， 采 用符 合 Ｅ ＭＣ要
２ 产 品设 计

风电机组偏航扭缆调试培训

风电机组偏航扭缆调试培训

针对1、定子和转子直时（马行电缆的2、电围内，可扭缆值查菜单，查3、电建议在电的原因有探头及其4、偏对响水风场定子电缆拆子电缆的顺马鞍桥不在的拆装作业电缆顺缆后可不进行偏查看方法：查看当前扭电缆顺缆后电缆更换作有多种，如其信号线（偏航扭缆调场定子电缆拆除作业顺缆位置不在塔筒的同业。

后，查看偏航扭缆调取权限登扭缆值（C 后，查看当作业完成后如信号丢失（电源接头调试步骤偏航扭缆更换时的业之前须将不一致。

理同一侧），当前扭缆调试作业，登录面板后able twist 当前扭缆值后，进行偏失或前期调头是否松动：（本说明扭缆调试的偏航扭缆将定转子电理论上，当此时电缆缆值，如果即电缆更后，进入状t ），如下图值，如果当偏航扭缆调调试遗留问动、探头是明采用偏航试说明缆调试作业电缆解缆至当机舱进线缆处于顺缆果当前扭缆更换后主控状态（Stat 图1。

当前扭缆值调试。

造成问题，在调是否脏污航扭缆粗调业，做如至顺缆位置线处马鞍桥缆位置。

缆值较小，控系统不tus ）>>偏值较大，超成顺缆状态调试过程、安装距调方案）下说明：置，否则桥与塔筒电缆顺缆在0到±做任何调偏航系统（图1超过±90态时扭缆中应检查距离是否正会造成定筒马鞍桥垂缆后方可进±90度范调整。

当前（Yawing ）度范围，缆值不为零查偏航测速正常）。

定垂进范前零速1）、扭缆值软件清零：电缆顺缆状态，面板取权限登录，禁止自动偏航功能，进入状态（Status）>>偏航系统（Yawing）菜单，记录当前扭缆值（Cable twist）后将扭缆值软件清零（80权限即可操作）。

注意：偏航扭缆调试完成后，解锁自动偏航！2）、扭缆开关检查：软件清零完成后，打开偏航扭缆开关检查凸轮位置，如顺时针、逆时针凸轮位置与下文中的图4和5一致，限位、凸轮之间成“八”字型（限位和凸轮之间角度都在100度附近），此类情况可以不进行扭缆凸轮调整，仅对凸轮锁定螺栓及信号接线是否松动进行检查。

风电机组动力电缆与母线排的应用对比分析

风电机组动力电缆与母线排的应用对比分析
组容 量不 断增 大 ，兆 瓦级低 压风 电机 组 （ 定 电压 额 为 Ｉ０ Ｖ 以下 ）的塔筒 内敷 设有 以下几 个缺 点 ： Ｏ０ （ ）由于塔筒 不 断增 高 ，整根 电缆 敷设 时 白重 １
增 大 ，尤 其 固 定 不 方 便 。
（ ）电缆 的载 流量增 大 ， ２ 其截 面积 也会 相应增 大 ；载 流量 受 电缆直径 限制 ，直 径 太大造 成 安装 的 困难 ；所 以，对 大容 量发 电机 组 的动力 要求 ，由于 电缆 直径 太大 ，也造 成 了安装 困难 。 （ ） 筒 内电缆整 根敷 设难度 大 、现场 敷设 周 ３ 塔 期长 ；分段 敷设 时 ， 电缆 接头 处压 接制 作工 艺要 求 高 ，后 期存在 故 障检测 、修 复 困难 等 。 （ ）电缆机械 强度 低 ，电缆在 机舱 与塔 筒 中敷 ４ 设 时 需要安 装 相应 的 电缆桥架 等配 套设 施 ，无 形 中 增 加 了机组 成本 。 （ ）有些 标准 电缆 中含有 卤族 元素 或 Ｐ ５ ＶＣ，
２２ １ 电 技 ０ ￣ 期 鼍 康ｌ １ ７ ５
技 术 与 应 用
１ 电缆 有专 业的绝 缘及 防护 外层 ， 缘性 能好 ， ） 绝
外层 一般 具有 阻燃 性 ，绝缘不 助燃 。 ２ ）电缆 柔韧性 好 ，运 输 方便 ，不 易损坏 ；电缆 长度 自由度大 ，任 意长度 连接 方便 。 ３ ）电缆 的外层 易于做 到 高防护 等级 ，不用 另外
力传输 系统 ，简称母线 排 。最早用于 高层建筑 、工业 厂房 、机场 、码头 、综合 建筑 等工程 的变压器至 配 电
柜 ，以及 配 电柜 至车间和楼层 的 电力传 送 。
ｌ 动 力 电缆
１１ 塔 筒动 力 电缆的物 理特 性要 求 ． １ ）一 般要 求

环保新型低压风能电缆的开发

环保新型低压风能电缆的开发

2019.06科学技术创新-167-环保新型低压风能电缆的开发吴建红1温鹏2（1、江苏中超电缆股份有限公司，江苏宜兴2142422、上海华普电缆有限公司，上海201111）摘要：经过对国标GB/T29631-2013（额定电压1.8/3kV及以下风力发电用耐扭曲软电缆》中的各型号电缆的性能要求进行分析，研制开发出一种环保新型低压风能电缆，该材料通过导体特殊设计，绝缘采用具有优异性能的热塑性硫化橡胶（TPV）材料，使得该风能电缆具有制造工艺简单，电缆综合性能优异，能以满足不同风机用电缆的特殊要求。

关键词：环保新型；电缆；热塑性硫化橡胶;设计和选择;试验中图分类号:TM247文献标识码:A文章编号:2096-4390（2019）06-0167-02随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气、煤炭等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。

风能是当前最有发展前景的、取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。

风力发电与火力发电和水力发电比较，具有单机容量小、可分散建设等优点。

随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大，风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

1国内风力发电电缆现状目前,国内用风力发电用电缆已经从进口转为国内采购，已经有几十家电缆企业相继开发出耐扭曲软电缆。

目前风力发电用低压电缆的国家标准已经颁布，各个企业按照国标GB/T 29631-2013《额定电压1.8/3kV及以下风力发电用耐扭曲软电缆》进行开发、设计、生产和销售，有关内容详见表lo表1国内电缆企业生产的风力发电用乙丙橡胶绝缘耐扭曲软电缆电施号FDEH FEES FDEF FDEU额定电压0.6/1、1.8/3kV493/750V、0.6/1、493/75W0.6/1、1.8/3kV1.8/3炒使用特性1、环境温度：1、环境温度：1、环境温度：1、环境温度：耐低温最低温度为耐低温最低温度为耐低温最低温度为耐低温最低温度为-55T-sb r-40X?-55X?2、工作温度分为：2、工作温度分为：2、工作温度分为：2,工作温度分为：+90X?+70X?和+90X?+70X?+«0*0绝缘材料909乙丙橡胶70"C或90*0乙丙橡to"C或go*c乙丙橡90X?乙丙橡胶胶胶护套材料氯磺化橡皮热塑性弹性体氯丁舷聚氨酯弹性体常温耐扭性能±1440/12m.10000次甌耐扭性能-25X?/-40X?/-55*C-25VA40V-40V/-55*C±1440/12m.2000次土1440/1加，2000±1440/12m,2000次次户套耐低温机械性能-25X?低温拉伸和冲击试验-40X?低温拉伸和冲击试验绝缘耐臭氧性能25±29,24h,臭氧浓度0.025〜0.03C%盐雾试验336h.绝缘和护套的抗张强度变化率和断裂伸长率变化率不超过±30%试验电压（多芯）0.C/1W/为3.5kV450/750V为3.50450/750V为3.5RV0.6/lkV为3.5kV0.6/lkV为a5kV2企业标准的编制目前国内遵循GB/T29631-2013生产,设计风能电缆，但此标准中绝缘材料均为热固性橡胶材料，此类材料的加工需要专门的硫化设备，具有污染、加工工艺复杂等缺点。

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光纤与电缆及其应用技术 2015年第3期
Optical Fiber & Electric Cable No.3 2015

经验交流
风电机组用耐扭中压软电缆的设计和选材

李金明、鞠晨雁、岳文娟
淮南新光神光纤线缆有限公司，安徽 淮南 232008

摘要：鉴于目前国内海上风电场的开发加快了大容量风电机组的发展，然而国内外又没有与之相配套的相应中压抗扭电缆的
标准和规范，从而使风电机组整机设备厂商无从选择。文章对风电机组用耐扭中压电缆的研制做了介绍，以期对电缆制造商
和使用商提供一定的参考。
关键词：抗扭；风机用电缆；中压电缆；研制

1 使用场合和性能要求
近年来，海上风电的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。目前，世界上运行的最大风电机组单机容量已经达到6 MW，风轮直径为127 m，8～10 MW风电机组也已经开始设计和制造。[1]我国大型风电设备制造商也都在积极研制5 MW或6 MW大容量风电机组。风电机组用耐扭中压电缆主要配套用于发电容量3.5 MW以上大容量风电机组中，连接风力发电机塔筒底部中压开关柜和位于机舱后部中压变压器高压侧，从最上节塔筒内悬垂，电缆随机舱转动而扭转，下面固定在塔筒内壁连接至塔底变频开关柜，电缆必须承受机舱迎风时的扭转。 风电机组用耐扭中压软电缆特殊的使用环境，对其提出了诸多性能要求：a.承受电压为10~35 kV，工作温度范围为–40～90 ℃；b.通过标准GB/T 18380.12规定的单根垂直燃烧试验和GB/T 18380.35规定C类成束燃烧试验；c.通过标准IEC 60811-2-1规定的耐油试验；d.通过标准NB/T 31034规定的耐紫外线试验、耐盐雾试验、低温弯曲试验、负重试验；e.能经受标准NB/T 31036规定旋转度达 [收稿日期]2014-08-26 [作者简介]李金明（1983－），男，淮南新光神光纤线缆有限公司工程师. [作者地址]安徽省淮南市经济开发区建设南路39号，淮南新光神光纤线缆有限公司，232008 ±1 440°的常温10 000次、低温5 000次抗扭转试验，完成抗扭转试验后，电缆导体、绝缘、绝缘编织屏蔽、缆芯、电缆外观均应无开裂和扭断现象，
施加2.5U0交流试验电压30 min线芯不击穿，按
GB/T 3048.12进行局部放电试验，在1.73U0时放电
等级应不超过20 PC；f.电缆的无卤性能满足标准
IEC 60754-1、IEC 60754-2的要求。

2 结构设计和材料选择
由于传统结构和材料的中压电缆明显不能满
足上述风电机组用耐扭中压软电缆的使用场合和
性能要求，因此我们借助制造风电机组用低压耐扭
转电缆积累的经验，对传统中压电缆的结构和材料
同时进行了改进。

2.1 结构设计
传统中压电缆的结构一般为导体+导体屏蔽+
绝缘+绝缘屏蔽+金属屏蔽层，但该结构很难满足抗
扭转试验要求，特别是其中的金属屏蔽层在风电机
组的长期频繁扭转使用过程中极易损坏，导致绝缘
受损局部放电，大大缩短电缆的使用寿命。为此，
我们在风电机组用耐扭中压软电缆中改用了先由
特殊高导电率高分子复合绝缘体（导电橡胶材料）
包覆接地导体，再置于多芯电缆缝隙中的结构，替
代传统的金属屏蔽层结构。最终我们设计的风电机
组用耐扭中压软电缆的结构如图1所示，由动力线
芯导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽层组成中压绝
缘线芯；由地线芯导体、高导电率高分子复合绝缘
体组成的地线芯；3个中压绝缘线芯、3个地线芯与专用半导电填充绞合成缆芯，并用半导电橡布带进行紧密扎紧，最终挤制填充、外护套。 图1 风电机组用耐扭中压软电缆的结构 2.2 材料选择 在风电机组用耐扭中压软电缆中导体采用符合GB/T 3956或IEC 60228标准规定的第5种镀锡铜软导体，其应表面光洁、无污，无损伤绝缘的毛刺，以及凸起或断裂的单线。[2]为确保导体即使有微小毛刺也不至于扎破绝缘半导电层而发生局部放电现象，以及使不圆整的导体表面平整，在导体外增加了半导电橡布带绕包隔离层，半导电橡布带主要性能参见表）。为了提高电缆耐局部放电性能和耐电压冲击能力，以及避免电缆在野外复杂工况下易受潮产生树枝化缺陷，绝缘材料采用了电气性能和耐温性能较好的硬质乙丙橡胶，其性能符合IEC 60092-351的规定，抗张强度大于6.5 MPa，同时乙丙橡胶还可提高电缆承受电击穿和热击穿的能力。[3]导体屏蔽层和绝缘屏蔽层均选用了以乙烯—醋酸乙烯共聚物橡胶为基料加炭黑组成的可剥离半导电屏蔽料，其体积电阻率不大于500 Ω·m。由于工艺参数硫化时间、硫化温度与线速的配合对导体屏蔽层+绝缘层+绝缘屏蔽层三层挤连硫控制非常关键，因此为使生产的电缆性能达到设计要求，必须对它们进行相关理论计算和实践摸索。为将系统产生的故障电流安全引入接地系统，保护系统安全运行，以及削弱电磁干扰，地线芯绝缘和缆芯中的半导电填充材料均采用了导电橡胶材料，其符合JB/T 10738规定的PEJJ型半导电屏蔽料，20 ℃时体积电阻率不大于25 Ω·cm。由于导电橡胶和橡胶相比具有较低的弹性模量，因此在电缆生产中应注意对导电橡胶交联温度的控制，采用低离模膨胀系数的挤出模具，挤出速度和温度应根据导电橡胶的硫化程度测算并控制。根据使用环境和电缆运行温度范围，填充材料选择与半导电橡胶不起化学反应、价格低廉的无卤橡胶材料。为了在严酷自然条件下，保护电缆免遭侵蚀、性能下降，外护套我们选用了性能符合DIN VDE 0250-813《绝缘电力
导线、拖曳导线》标准规定的5GM5型低烟无卤护
套料，其抗张强度大于12 MPa，且具有优异的耐磨
性、耐油性、抗撕裂强度、耐水性以及无卤阻燃性
能。[4]
表1 半导电橡布带的性能
项 目 技术指标
厚度/mm 0.30±0.05
单重/(g·cm–3) 0.68±0.03
抗张强度/(N·cm–1) ≥100
延伸率/% ≥25
表面电阻/Ω ＜500
体积电阻/(Ω·cm) ＜1×105
瞬间稳定性/℃ 230
长期稳定性/℃ 145
外观 黑色，表面光滑、平整。

3 结束语
由于目前国内外暂无相关的风电机组用耐扭
中压软电缆标准或行业规范可参考，因此我们经过
与有关风机设备制造企业研发人员的沟通及结合
新型大容量风电机组需要的特点，根据风电机组用
耐扭中压软电缆使用场合的特殊性能要求，同时参
照IEEE 1580、DIN VDE 0250-813和IEC 60092-354
标准编制了企业标准，并以此有效地指导相关生
产。目前，我们生产的风电机组用耐扭中压软电缆
产品通过了上海电缆研究所国家电线电缆质量监
督检验中心的全性能测试，并在用户单位现场验证
了用户关心的耐扭转试验后电缆的外观、耐压、局
部放电等性能。
我们所研制具有新颖结构的风电机组用耐扭
中压软电缆大大增加了在低温环境下长期频繁扭
转的使用寿命，其为今后低温、耐扭转、频繁移动
场合使用的中压抗扭软电缆提供了一种新型的、更
为安全可靠的实现方法，特别是为中压移动扭曲场
合使用电线电缆的制造，开辟出一条新思路和新方
法，同时为我国海上大容量风电机组发展，提供了
一定的技术积累。
[参 考 文 献]
[1] 姚兴佳,隋红霞,刘颖明,等. 海上风电技术的发展与现状
[J]. 上海电力,2007(2):111-118.
[2] 顾炯. 风力发电用电缆的发展[J]. 电线电缆,2009(2):5-6.
[3]IEC. IEC 60092-354—2003 船用电气设备 第354 部分
额定电压为6 kV（Um=7.2 kV）至30 kV（Um=36 kV）的
单芯及多芯挤包实心绝缘电力电缆[S]. 2003.
[4]DIN. DIN VDE 0250-813—1985 Cables, wires and flexible
cords for power installation Trailing cables[S]. 1985.