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(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和功能牢靠的新材料、新工藝來進步集電線路運轉(zhuǎn)質(zhì)量對風電場的安全安穩(wěn)運轉(zhuǎn)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(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格高；分量較重；施工及運輸本錢高。
依據(jù)上述現(xiàn)狀，國內(nèi)電纜廠家開端出產(chǎn)鋁合金電纜，現(xiàn)在國內(nèi)出產(chǎn)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(zhuǎn)質(zhì)量并下降工程造價，有必要對鋁合金電纜的產(chǎn)品運用進行剖析。
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；鎂的效果是進步導(dǎo)體的抗拉強度；稀土的效果是進步導(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0.93，而銅導(dǎo)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(dǎo)體在體積導(dǎo)電率上的缺乏，使絞合導(dǎo)體線芯如實體線芯一般，顯著下降了線芯外徑，進步了導(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)純鋁的伸長率很低，重復(fù)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(gòu)成觸摸電阻增大，構(gòu)成安全運轉(zhuǎn)危險。通過表1的比較能夠得出鋁合金導(dǎo)體的機械特性具有以下長處：
(一)高延伸。鋁合金導(dǎo)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(dǎo)體比鋁導(dǎo)體能接受更大的外力。
(二)強柔韌、易曲折。裝置時鋁合金導(dǎo)體比鋁導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體中參加的稀有金屬，在化學(xué)功能方面，進一步進步了單純以鋁為導(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(dǎo)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(yīng)，然后大大進步了耐腐蝕功能。
四、鋁合金電纜的經(jīng)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(dǎo)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(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用經(jīng)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(zhuǎn)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(dǎo)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(dǎo)體的電流過大時，鋁導(dǎo)體發(fā)熱發(fā)作蠕變，電纜接頭簡單呈現(xiàn)松動、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。風電場挑選電纜導(dǎo)體截面，鋁芯截面要比銅芯截面大許多，如電纜截面挑選過大，電纜長度遠超過電纜廠家最大出產(chǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)體》中增加了鋁合金導(dǎo)體的部分內(nèi)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(dǎo)體依據(jù)所增加的化學(xué)成分不同，其類型多種多樣，而在國內(nèi)標準中沒有對所增加的化學(xué)成分的闡明，因而在招投標以及實踐供貨時產(chǎn)品易存在差異。
因為鋁合金、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(jié)語
通過上述剖析，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(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踐經(jīng)驗。
通過時刻的查驗和相關(guān)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。
| 
電線電纜