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铝合金电缆在风电场中的应用

发布时间：2014-12-12 来源：《风能》作者:牛清华

本文摘要：铝合金电缆的导体中主要成份有：铜、铁、硅、镁、锰、钛、铬、锌、稀土等，其中铜的作用增加了导体在高温时的电阻稳定性;铁的作用是增加导体的抗蠕变性

　　二、铝合金电缆的机械性能

　　铜、铝、铝合金(以常用AA8030铝合金导体为例)的金属力学特性对比见表1。

　　由表1可以看出，硬态纯铝的伸长率很低，反复折弯时易损伤或折断，软态纯铝的伸长率比硬态纯铝有了很大提高，但是其屈服强度只有铜的一半，抗蠕变性差，安装一段时间后，连接处容易松弛，造成接触电阻增大，形成安全运行隐患。通过表1的比较可以得出铝合金导体的机械特性具有以下优点：

铝合金电缆在风电场中的应用

　　(一)高延伸。铝合金导体退火后的延伸率能达到30%，接近于铜而远高于铝。这也表明了铝合金导体比铝导体能承受更大的外力。

　　(二)强柔韧、易弯曲。安装时铝合金导体比铝导体有更小的弯曲半径，更容易进行接线端子的连接。

　　(三)抗蠕变性好。铝合金中的合金元素经过特殊的工艺处理，抗蠕变性与压紧性有了很大提高，当导体遇到冷流、过载过热等极端情况时，也能保证稳定的连接。

　　三、铝合金电缆的耐腐蚀性

　　铝合金导体中加入的稀有金属，在化学性能方面，进一步提高了单纯以铝为导体的金属材料耐腐蚀性能，减少了不同金属之间的电位差，电位差越小，腐蚀会越轻。合金材料中的稀土元素能够起到填补表层缺陷、细化晶粒，消除导体局部腐蚀的作用，同时也带来铝的电极电位负移，具有了阳极效应，从而大大提高了耐腐蚀性能。

　　四、铝合金电缆的经济性能

　　与铜芯电缆相比，铝合金电缆的价格优势也比较明显，同等载流量的铝合金电缆价格只有铜芯电缆的60%-70%。另外由于重量较轻，也间接降低了安装成本。

　　风电场中的35kV电缆导体选择

　　风电场所采用的35kV高压电缆，起初为了节省工程造价，导体优先选用铝芯，在满足电压降及修正后的载流量的前提下利用经济电流密度计算合适的电缆截面。

　　随着风电场数量增多和运行时间推移，铝芯电缆的缺点逐渐显现出来，主要体现在下列几个方面：

　　一、机械强度差，容易折断。风电场所在地区环境比较恶劣，风速较大，电缆上塔后受到的风荷载较大，尤其是电缆终端处由于伞群的影响，该部位的受风面更大，因此更容易出现故障。电缆与导线连接如图1所示。

　　二、抗蠕变性较差。风电场电缆上塔后，当通过导体的电流过大时，铝导体发热发生蠕变，电缆接头容易出现松动、变形，导致线路接触不好，从而引起线路和设备故障事故。

　　三、电阻率高，损耗大。风电场选择电缆导体截面，铝芯截面要比铜芯截面大很多，如电缆截面选择过大，电缆长度远超过电缆厂家最大生产盘长时，电缆分段及中间接头增多，这样对集电线路的长期运行是不利的。

　　基于上述原因，近几年风电场中电力电缆主要采用铜芯。铜芯电缆可以很好的解决铝芯电缆的各种问题，但是最近几年我国对铜材的需求量逐渐上升，铜价也不断上升，无形中增加了许多工程成本，更是增加了施工现场被盗缆的风险。此外由于铜芯电缆重量较重，对电缆支架的要求也较高。

关键词：配套设备电线电缆风场应用

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