大纲:额定值为:90℃、干燥;90℃、潮湿或干燥;1000V。
WTTC 的评估尚包括诸如抗日照 (耐气候) 等级,以利太阳直晒环境下的使用;抗油老化等级,以适用在含油环境中;烟雾限制等级,以利火灾中电缆烟雾排放状況的判断;或处于零下 40oC 低温的特定等级规范 。
具体介绍祥见表3。
表3 美国UL风力发电用电缆
电缆型号 执行标准 额定电压 使用特性 导体结构 绝缘导线 环境温度:-40°C 工作温度: +90°C(干燥或潮汐环境下) 敷设于风力涡轮发电机的电缆托架或管道内。 18AWG~1000kcmil,符合UL62:2006或UL1063中的弯曲导体 1000V电缆应采用符合90℃600V的绝缘导线的性能要求 工作温度为90℃,能通过耐寒-40℃、耐热变形、耐挤压、耐冲击试验(或有耐护套材料 油、耐日光老化)的相关的热固性或热塑性材料。如CP、CPE、PVC、TPE、XL的混合物。 阻燃性能 烟雾排放试验 耐扭性能 耐油性能 按UL1685进行20min的垂直托架燃烧 对有“-LS”表面标记的系列电缆中最小、中间、最大尺寸的电缆按UL1685进行发烟试验。 无 为可选项,75±1.0℃、60d或100±1.0℃、96d的抗油老化试验 成品电缆在-25±2℃下的低温弯曲试验,电缆外径≤17.78mm时,在5倍电缆外低温弯曲试验 径的芯棒上弯曲4圈,电缆外径>17.78mm时,在5倍电缆外径的芯棒上进行180度的弯曲。 低温冲击性能 耐日光老化和耐气候 护套的变形试验 热塑性护套热冲击试验 挤压试验 试验电压 用途 按UL1581第593节规定进行绝缘和护套-40℃低温冷冲击试验 为可选项,按UL1581第1200节规定进行抗紫外线和各种恶劣气候 按UL1581第560节规定进行 按UL1277第21.2节规定进行 按UL1277第23节规定进行 2000V~3500V,60s 可用于高强度扭转的风力系统中 WTTC UL2277:2007和UL1277:2001 1000V 2、主要性能对比与分析 2.1主要性能比较
主要性能比较见表4。
表4 主要品种性能比较表
国别 工作温度℃ 额定电压 中国 90、70 450/750V、0.6/1kV、1.8/3kV 欧盟 90、80 450/750V、、0.6/1kV 美国UL 90 1000V、2000V 6
阻燃性能 GB/T 18380-2008 idt IEC60332-1 ±1440 °/12m,10000次 IEC60332-1 或DIN VDE0482第265-2-1 非屏蔽最大±144/m 屏蔽型最大±100/m 无低温耐扭试验要求 EN60811-2-1/ IEC60811-2-1 100±2℃/24h -25℃ -40℃ 耐日光老化 720h 悬空长度最大100m 450/750V为2.5kV 0.6/1kV为3.5kV 无 无 有 00UL1685 常温耐扭性能 低温耐扭性能 -40℃或-55℃ 无耐扭试验要求 ±1440 °/12m,2000次 GB/T2951.21/ 无低温耐扭试验要求 选择项,UL1581 75±1℃/60d或 100±1.0℃/98d -25℃ -40℃ 选择项,耐日光老化 720h 无 1000V为3000V~6000V 有 有 无 护套耐油性能 IEC60811-2-1 100±2℃/24h 成品电缆低温弯曲 护套低温拉伸和冲击 耐日光老化 负重试验 -25℃、-40℃、-55℃ -25℃、-40℃ 耐日光老化 720h或1008h 导体截面×15N 450/750V为2.5kV 试验电压 0.6/1kV为3.5kV 1.8/3kV为6.5kV 无 无 无 发烟量试验 成品挤压试验 RoHS 2.2分析
2.2.1工作温度及额定电压
对于风能电缆的工作温度及额定电压,目前国内标准规定为70℃和90℃,以90℃为主,
额定电压有450/750V、0.6/1kV、1.8/3kV,欧洲标准规定为80℃和90℃,450/750V,欧洲厂商企标中还有0.6/kV,而美国标准中规定:90℃, 1000V。 2.2.2主要结构尺寸及要求
国内风能电缆标准与欧共体风能电缆标准在电缆结构尺寸的规定上基本相同,只是我国相关标准规定的更祥细,而美国UL标准规定不一样。 2.2.3导体结构及要求
中国与欧洲相同,均采用了IEC60228中5类导体的规定。而美国UL2277标准采用了UL62《软线和软电缆》标准中规定的软导体。 2.2.4绝缘结构尺寸及要求
相同绝缘材料时,中国与欧洲厂商绝缘结构尺寸及要求基本相同,材料要求也基本相同,均为热固性材料。只是国内用风能电缆增加了1.8/3kV电缆规格,提高了绝缘厚度和耐压等级。而美国UL2277中规定材料应按照工作温度和额定电压,并参照UL1277的标准要求选用。对材料的性能指标按UL1581的规定,规定内容较少,只有老化前后的最小断裂伸长率和最小抗张强度。 2.2.5护套结构尺寸及要求
相同护套材料时,中国与欧洲厂商绝缘结构尺寸及要求基本相同,材料要求也基本相同。有热固性材料,也有热塑性材料。
而美国UL2277中规定材料应按照工作温度和额定电压,并参照UL1277的标准要求选
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用。对材料的性能指标按UL1581的规定,规定内容较少,只有老化前后的最小断裂伸长率和最小抗张强度。有热固性材料,也有热塑性材料。 2.2.6成品电缆的性能要求
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 3、结论
1.国内在上海电缆研究所国家电线电缆质量监督检验中心和电缆企业通过近几年的共同努力,打破了欧盟风能电缆产品一统国内市场的局面,并基本国产化,已经能满足国内风电发展的需求,无论在电缆的质量上,还是供应能力上,都能满足国内需要。
2.在欧盟厂商大量采特种PVC材料生产风能电缆,并在中国广泛推荐使用,而国内风电设备厂也用这些型号在国内电缆厂家采购。需要提请注意的是:由于国内耐寒耐油PVC材料只能用于-25℃的耐低温电缆,而做不到-40℃的耐低温电缆,且柔软度不好,所以在国内耐扭型的风能电缆中均未采用PVC材料,希望材料厂家加强耐寒耐油耐日光老化的PVC电缆料的开发,在目前,建议风机用户慎重选用。
3.按UL2277和UL1277标准生产的风能电缆在国内很少采用,需配套出口北美市场时需做UL产品认证。
参考文献:
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2、TICW1-2009《额定电压1.8/3kV及以下风力发电用耐扭曲软电缆》[S]
3、HD 22.12 S2:2007《额定电压450/750V及以下橡胶绝缘电缆 第12部分 EPR绝缘耐热橡套软电缆》[S]
4、UL2277:2007《风力涡轮机托架电缆和电机用软电缆》和UL1277:2001《电力和控制用光电复合托架电缆》[S]
5、德国缆普、卡普、TKD、卡迪夫等知名公司电缆产品资料。
对塔筒内用的主电缆的耐扭转要求在中国和欧共体相当,美国没有; 对电缆的阻燃性能相当;
耐油性能是美国的要求最高,但是,是可选择项; 耐介电性能UL要求最高,中国和欧共体相当;
成品电缆低温弯曲性能中国标准的要求最高,其次是欧盟; 耐日光老化性能要求相当;
发烟量试验只有美国UL有要求;
成品电缆的挤压试验只有美国UL有要求; RoHS测试只有欧盟要求。
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