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浅析海底电力电缆需求增长的三大因素

根据Technavio发布的海底电力电缆市场研究报告称，2016-2020年，海底电力电缆市场需求年复合增率约为5.89%。其中，原材料价格波动、高压直流电缆需求增加以及研发投入加大是促进海底电力电缆需求稳定增加的三大新兴趋势。

　　到2020年，海上风电产业是海底电力电缆zuì主要的终端应用市场。能源企业加大对海底电力电缆的投入与建设是为了进一步提高输电有效性，zuì终保障陆地电力供应。

　　与此同时，对可再生能源电力投资加大，包括潮汐能、波浪能、海上风电将持续促进该市场需求增长。

　　原材料价格波动

　　用于生产电力电缆的主要原材料是铝材和铜材。电缆本身就是料重工轻的行业，所以原材料价格波动对电缆制造商的影响非常直接。截止2015年12月，原材料价格成本占海底电力电缆生产成本的近85%。

　　其中，铜材和铝材的成本则占生产总成本的50%左右。因此，铜铝和其他必要原材料价格波动，再加之燃料和能源成本价格波动对电缆制造商销售成本和收入都产生了非常大的影响。为此，电缆制造商试图通过成品协商价格变化来减少金属价格波动带来的影响。

　　报告中认为，通过提高成品售价可以实现毛利润率增加的目的，以减少原材料价格成本波动的风险，但前提是成品市场供不应求。

　　高压直流电缆销售增加

矿用通信电缆MHJYV 1×2×7/0.28　　高压直流地下电缆是长距离高压电力输送的一个可行选择。欧洲委员会已经筛选出43个主要能源项目来打造跨境基础设施，以实现单一能源市场，提高区域能源ān全。在这些项目中都需要大量的电力从欧洲一个国家输送至另一个国家。因此，到2020年，欧洲市场将成为高压直流电缆的主要需求市场。

　　此外，质量轻、低损耗等特点也使得高压直流电缆成为比交流电缆更具优势的选择，尤其是在海底输电市场。

　　研发投入加大

　　报告中认为，研发投入增加是促进未来海底电力电缆市场需求稳定增长一大原因。海上风电市场的迅猛增长为研发创造了更多机会。不同替代性能源资源需要不同类型的电力电缆来实现电力的稳定输送。

　　因此，电缆制造商们将不断加大对新电缆技术的投入，实现耿长距离、更低损耗的高压电力输送。

　　不仅如此，由于产品同质化竞争严重，电缆制造商不断加大新产品研发，以使企业保持竞争力。

　　报告中还指出，未来海底电力电缆的发展趋势(包括高压/特高压电缆)：

　　·　湿式设计向干式绝缘转变，有利于电缆外围环境条件;

　　·　低电应力向高应力转变;

　　·　大直径尺寸向小直径转变;

　　·　电缆质量更轻;

　　·　短程向长距离目的地配送。

浅谈低温柔性电缆性能要求及测试方法

一般来说，风场位于特殊气候条件的恶劣环境中，例如，强风、强紫外线和含盐度很高的空气等。正因如此，风电应用中的电缆性能无疑比其它应用更高。而风机内的运动部件进一步提高了正确选择电缆的重要性。"

现有风场的维护和新的大规模风场开发都需要考虑采用高等级的电力电缆、数据与控制电缆和通信电缆，它们决定了电网和通信系统的互连质量。单个风电机组所需的电缆数量比人们想像的要多。例如，一台90米高的1.25MW风力发电机需要约1km的电力电缆。这样算，50MW装机容量的风场将需要40km的电缆。

风电机组工作在恶劣环境，这种环境一般具有宽温度范围(约-40℃至50℃)、并且暴露在*紫外线的照射下。因此，要达到预期的使用寿命，所使用的特殊电缆需要能够承受-40℃的低温及可抵御紫外线的辐射。对风机内的运动部件而言，电缆应具有优异的扭转和弯曲柔韧性，并具有很小的弯曲半径。电缆还需要能抗燃料、抗冷冻剂、耐油、耐腐蚀性化学品及抗磨损。如果风场是靠近海岸的陆地或位于海上，电缆都还必须耐高含盐水的侵蚀。出于ān全考虑，除上述要求外，还要求电缆具有阻燃性。在某些情况下，还要求低烟、零卤素(LSZH)材料和EMI保护等其它特性。

综上所述，风电应用中使用的电缆一般应满足以下要求：

(1) 导线

为尽量提高柔曲性，*设计工程师只使用多股数的退火软铜线。在弯曲绕折类应用中，采用短的同心绞线构造；在扭转绕折类应用中，采用长的同心绞线构造。面积大于6mm2(10AWG)的导线要求使用复合绞线结构。

(2) 绝缘

为增加低温柔韧性，通常选择热塑性橡胶(TPE)、乙丙橡胶(EPR，一种EPM或EPDM)或硅橡胶(SiR)作为绝缘材料，以抵抗臭氧腐蚀和发热引起的老化。PVC/尼龙绝缘由于具有高电介强度也得到了广泛应用。

(3) 护套

电缆护套既可以是诸如聚氯乙烯(CPE)、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、氯磺化聚乙烯(CSPE)合成橡胶等热固性化合物；也可是类似TPE、TPE-PVC合金和聚亚安酯等热塑性化合物。这些材料都具有抗油、抗燃料、耐溶剂腐蚀等能力，并且在低温下具有出色的柔韧性。这种特性使其成为风电电缆的理想护套材料。

应当注意，电缆结构也是电缆柔韧性的决定性因素。采用平衡结构的对称导线设计通常具有高柔韧性。

即使电缆制造时遵循这些一般规则，仍强烈建议进行*的测试，以仿真"实际"应用。

电缆测试方法和程序

根据风向，需要由偏航驱动器调整风机角度。电力、控制和通信电缆要么沿水平轴弯曲，要么沿垂直轴旋转。这就对扭转挠曲性要求更加严格，也需要更多关注。虽然目前没有扭转挠曲性方面的标准或法规，但zuì终用户通常仍追求电缆在投入使用前能通过某些方式的测试。

下面是电缆行业中zuì终用户采用的一般测试方法。

(1) 单根电缆在低温(-40℃)下的扭转应力测试：

将一根10米长的垂直悬挂电缆样品的顶端固定，底端绑定到一个旋转装置上。首先，将电缆顺时钟扭转4圈(+1440o)，然后逆时针回转4圈，恢复到原始位置。接着将电缆逆时针扭转4圈(-1440o)，然后顺时针回转4圈，恢复到原始位置。重复上述整个过程5000次以模拟20年的使用情况。如果在2.5U0条件下经过5分钟，电缆没被击穿、护套也没有裂纹，那么这根电缆就通过了测试。矿用通信电缆MHJYV 1×2×7/0.28

注意：取决于电缆的电压等级，U0可以是600、1000或2000V。

(2) 一束电缆的扭转应力测试

测试程序与(1)相同，只是换成了电缆束。

风电电缆标准

目前还没有专门针对风电应用中使用电缆的标准。许多电缆制造商遵循IEC 60228 Class 5或6(类似于DIN VDE 0295 Class 5或6、HD 383、GB/T 3956 Class 5 或 6)标准，使用光面或镀金属的退火多股铜线作为风电电缆导线以获得所需的柔韧性。有趣的是，IEC 60228只为电力电缆规定了导线的标称横截面面积和导线中电线的数量和尺寸，这给电缆制造商提供了很大自由度。因此，即使电缆满足IEC 60288 Class 5或6的要求，电缆性能也经常会不尽如人意。而UL 62(涉及多个ASTM标准)不仅规定了导线中每股电线的尺寸和数量，还规定了导线结构(如同心绞线、复合绞线和集合绞线等结构)，这些都是电缆柔韧性性能的关键。至于绝缘和护套，许多制造商遵循DIN VDE 0207-20和DIN VDE 0207-21。HD 22.1、HD 22.4、UL 44和UL 62也成为电缆生产的通用标准。

诸如UL 758、UL 1581、UL 1277、UL 2277、IEC 60332等其它标准也经常被用于支持一些额外特性，如风机机架电缆(WTTC)规范和可燃性等级要求。

由于欧洲国家早于北美国家开发用于风能市场的电缆，因此电缆制造商目前更多的采用欧洲标准。尽管如此，类似的美国UL标准具有相同功用，且在某些情况下，UL标准对风能应用有更严格的要求。