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。耐火控制电缆NHKVV-7X1.5

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。

讨论导致橡套电缆出现外观缺陷的原因

在橡套电缆的生产过程中，便经常出现外观上的缺陷，如表面不光滑；表面有熟料粒子（早期硫化橡胶粒子）或杂质；电线电缆表面划伤、擦伤；表面有塌陷；表面有麻花纹等。以下为五种常见的导致橡套电缆出现外观缺陷的原因：

　　1.模套承线太长或太短、模口不光滑且孔径太大；机头、模口或机身温度低；橡料塑性小等均有可能导致橡套电缆表面不光滑。

　　2.供给的橡胶不干净，含有杂质；胶料焦烧时间太短；挤橡机身、机头或口模温度太高；机头内橡胶流动不顺，有橡料滞留死角；螺杆不光滑、粘胶等均有可能导致橡套电缆表面出现熟料粒子（早期硫化橡胶粒子）或杂质。

　　3.模套不光滑，无倒角；有杂质或熟胶粒子堵住模口；在硫化管内拖管擦伤；硫化管出口密封橡皮垫圈孔径偏小等均有可能导致橡套电缆表面划伤、擦伤。

　　4.模套孔径太大；导电线芯外层股线间、单丝间空隙偏大，缆芯外径不均匀；橡料塑性小，粘性差；橡料中有杂质；对模距离小，压力小等均有可能导致橡套电缆表面塌陷。

　　5.模套孔径太小；橡料挤出不足，线芯缝隙填不满；导电线芯或缆芯跳线；对模距离短等均有可能导致橡套电缆表面出现麻花纹。

橡套电缆是由多股的细铜丝为导体，外包橡胶绝缘和橡胶护套的一种柔软可移动的电缆品种。 一般来讲，包括通用橡套软电缆，电焊机电缆，潜水电机电缆，无线电装置电缆和摄影光源电缆等品种。

产品概述：

　　橡套电缆广泛使用于各种电器设备，例如日用电器，电动机械，电工装置和器具的移动式电源线。同时可在室内或户外环境条件下使用。根据电缆所受的机械外力，在产品结构上分为轻型、中型和重型三类。在截面上也有适当的衔接。

　　一般轻型橡套电缆使用于日用电器、小型电动设备，要求柔软、轻巧、弯曲性能好；

　　中型橡套电缆除工业用外，广泛用于农业电气化中；

　　重型电缆用于如港口机械、探照灯、家业大型水力排灌站等场合。这类产品具有良好的通用性，系列规格完整，性能良好和稳定。

　　应用范围：

　　防水橡套电缆和潜水泵用电缆：主要用于潜水电机配套， 型号为JHS，JHSB。

　　无线电装置用电缆：现在主要生产两种橡套电缆(一种屏蔽的,一种不屏蔽)，基本能满足要求，型号为WYHD，WYHDP。

　　摄影用电缆产品：配合新型光源的发展，具有结构小、性能好，同时满足室内和野外工作的需要，逐步取代一些粗重、耐热性能差的老产品。

耐火控制电缆NHKVV-7X1.5 　　注意事项：

　　一、设备：具有自动控温、定时和多规格管状模腔的小型压力设备。

　　二、胶料：与所补电线的线材*，并且含胶量要高于被补材料，硫化体系略强。

　　三、操作方法：

1、按照胶料的硫化体系设定温度和时间

2、用橡胶用油墨稀释剂檫洗修补处，特别是结合处要充分处理。

3、根据缺口的大小适量剪取修补胶料，注意不能偏多或偏少，

4、将剪好的胶料塞在缺口处，，注意胶料不要高于电线圆周面。

5、用耐高温PP带包好。并将其放入比线径略小的管状模腔里，锁紧上下模，让所补位置具有一定的压力。注意模腔直径比线径略小0.1~0.2mm。

6、待硫化时间到，取出产品，如有少量胶料溢出，用锋利刀片修尽，并用稀释剂檫尽即可。

　　四、验证方法：

　　将适量空气压入所补电线并置于水中，见有无漏气现象即可判定好坏。