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    知识讲堂

    浅谈低温柔性vwin德赢体育app性能要求及测试方法

    来源:
    发布时间:
    2017-04-11

    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vwin德赢体育app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vwin德赢体育app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vwin德赢体育app、数据与控制vwin德赢体育app和通信vwin德赢体育app,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vwin德赢体育app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vwin德赢体育app。这样算,50MW装机容量的风场将需要40km的vwin德赢体育app。


      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℃)、并且暴露在极强紫外线的照射下。因此,要达到预期的使用寿命,所使用的特殊vwin德赢体育app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,vwin德赢体育app应具有优异的扭转和弯曲柔韧性,并具有很小的弯曲半径。vwin德赢体育app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,vwin德赢体育app都还必须耐高含盐水的侵蚀。出于安全考虑,除上述要求外,还要求vwin德赢体育app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vwin德赢体育app一般应满足以下要求:


      (1) 导线

      为尽量提高柔曲性,推荐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

      vwin德赢体育app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vwin德赢体育app的理想护套材料。


      应当注意,vwin德赢体育app结构也是vwin德赢体育app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vwin德赢体育app制造时遵循这些一般规则,仍强烈建议进行完全的测试,以仿真"实际"应用。


      vwin德赢体育app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vwin德赢体育app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,但最终用户通常仍追求vwin德赢体育app在投入使用前能通过某些方式的测试。


      下面是vwin德赢体育app行业中最终用户采用的一般测试方法。


      (1) 单根vwin德赢体育app在低温(-40℃)下的扭转应力测试:

      将一根10米长的垂直悬挂vwin德赢体育app样品的顶端固定,底端绑定到一个旋转装置上。首先,将vwin德赢体育app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vwin德赢体育app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,vwin德赢体育app没被击穿、护套也没有裂纹,那么这根vwin德赢体育app就通过了测试。

      注意:取决于vwin德赢体育app的电压等级,U0可以是600、1000或2000V。


      (2) 一束vwin德赢体育app的扭转应力测试

      测试程序与(1)相同,只是换成了vwin德赢体育app束。

      风电vwin德赢体育app标准


      目前还没有专门针对风电应用中使用vwin德赢体育app的标准。许多vwin德赢体育app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vwin德赢体育app导线以获得所需的柔韧性。有趣的是,IEC 60228只为电力vwin德赢体育app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vwin德赢体育app制造商提供了很大自由度。因此,即使vwin德赢体育app满足IEC 60288 Class 5或6的要求,vwin德赢体育app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vwin德赢体育app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vwin德赢体育app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vwin德赢体育app(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vwin德赢体育app,因此vwin德赢体育app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。



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