三大新能源類電纜應(yīng)用標準及開發(fā)前景

2011年我國電纜行業(yè)產(chǎn)能超過美國成為“世界第一”之后，我國電纜行業(yè)大而不強、產(chǎn)能過剩的話題一度成為了業(yè)內(nèi)討論的主旋律，如何做大、做強成擺在電纜行業(yè)面前的重大問題。進入21世紀以來，全世界都在大力提倡新能源開發(fā)，我國新能源產(chǎn)業(yè)更是開展的如火如荼，廣義上講，新能源類別包括：太陽能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能、化學(xué)能等，上述新能源的建設(shè)與發(fā)展都離不開電纜，那么新能源類電纜就可以分為：光伏電纜、風(fēng)力發(fā)電電纜、海洋石油平臺用電纜、核電站用電纜、電動機車類電纜、內(nèi)陸常規(guī)與非常規(guī)天然氣開采用電纜等。本文將對上述若干種新能源電纜產(chǎn)品類別與性能、國內(nèi)外應(yīng)用標準、開發(fā)前景等做詳細分析。

風(fēng)力發(fā)電電纜

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，目前也是眾多新能源中最具規(guī)模、技術(shù)最成熟、最有商業(yè)發(fā)展前景的發(fā)電模式，據(jù)公開資料顯示我國大陸及近海岸可利用風(fēng)能資源已近10億kW，我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中指出，2020年我國風(fēng)電總裝機容量達到3000萬kW，2013-2020年仍是大有可為的黃金時期。風(fēng)力發(fā)電電纜有風(fēng)電機艙和塔筒內(nèi)的控制電纜、信號電纜、耐扭曲電力電纜等，因風(fēng)場環(huán)境惡劣，且電力電纜隨葉輪擺動而扭曲，所以風(fēng)力發(fā)電用電纜一般要求較高，如要求耐低溫、耐油、耐扭曲、耐氣候、耐紫外線、耐酸堿等，我國目前風(fēng)力發(fā)電電纜暫無國家標準，只有國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢測中心頒發(fā)的TICW01-2009《額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電線》等行業(yè)內(nèi)標準。
塔筒電纜是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用最多的電纜，我們經(jīng)常說的風(fēng)電電纜就是指此類電纜。因為塔筒電纜隨風(fēng)機不斷的正反向擺動，所以塔筒電纜性能要求極為嚴格，即要保證結(jié)構(gòu)柔軟，又要求具有較高的抗張強度、耐低溫(-40℃)、耐紫外線、耐扭轉(zhuǎn)、耐鹽霧(近海風(fēng)電廠有此類要求)、耐海水腐蝕、耐摩、耐氣候老化、阻燃等性能。圖2給出了風(fēng)機內(nèi)主要部位應(yīng)用電纜示意圖。其中數(shù)字代表含義如下：1—漿葉驅(qū)動器、2—節(jié)距和方位角調(diào)節(jié)驅(qū)動器、3 —葉片節(jié)距和方位角控制系統(tǒng)、4—偏轉(zhuǎn)驅(qū)動器、5—變速箱、6—葉輪風(fēng)速計、7—控制箱、8—逆變器、9—發(fā)電機、10—泵、風(fēng)機、加熱器。上述部位所需電纜基本為柔性電機電源線、柔性伺服電纜、VFD電纜等。

世界各國對風(fēng)力發(fā)電用電纜的標準要求各異，我國主要以TICW01-2009《額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電線》、《NBT31034-2012___額定電壓1.8(3)kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜第1部分：額定電壓0.6(1)kV電纜》等行業(yè)標準為主，更高電壓等級的暫時無行業(yè)標準，一般參照IEC標準制作。在北美地區(qū)(加拿大/美國)，風(fēng)力發(fā)電電纜一般參照UL/CSA系列。標準根據(jù)美國國家電工法規(guī)NPFA70，電纜型號為WTTC、TC在UL認證體系中，WTTC涵蓋在ZGZN產(chǎn)品類別下，電壓等級是0.6/1kV、1.8/3kV。不同的型號對應(yīng)不同的標準，所涉及標準如表1所示。