鋁合金電纜在風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用

    中國(guó)風(fēng)電材料設(shè)備網(wǎng)：近年來(lái)我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得到了飛速發(fā)展，風(fēng)電總裝機(jī)量和年度新增裝機(jī)量均居世界前列，但由于風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境條件較惡劣，場(chǎng)內(nèi)集電線路的電纜終端、電纜本體等易出現(xiàn)故障，因此不斷采用技術(shù)先進(jìn)和性能可靠的新材料、新工藝來(lái)提高集電線路運(yùn)行質(zhì)量對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是十分必要的。
    電力電纜是風(fēng)電場(chǎng)集電線路的重要組成部分，通常情況下，風(fēng)電場(chǎng)電纜導(dǎo)體的選擇有鋁芯和銅芯兩種。鋁芯電纜與銅芯電纜各有不足，鋁芯電纜的缺點(diǎn)是柔韌性差，反復(fù)折彎易斷裂；穩(wěn)定性較差，易受腐蝕和氧化；電阻率高，比同截面銅芯能耗高，損耗大；延展性差，不便于安裝等。銅芯電纜的缺點(diǎn)是價(jià)格高；重量較重；施工及運(yùn)輸成本高。
    基于上述現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)電纜廠家開(kāi)始生產(chǎn)鋁合金電纜，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鋁合金電纜的企業(yè)已有10余家。事實(shí)上，早在1968年，美國(guó)南方電纜公司就發(fā)明了鋁合金電纜，美國(guó)和加拿大等國(guó)家至今已有了40多年的應(yīng)用歷史。因此為提高風(fēng)電場(chǎng)集電線路運(yùn)行質(zhì)量并降低工程造價(jià)，有必要對(duì)鋁合金電纜的產(chǎn)品使用進(jìn)行分析。
    鋁合金電纜的特點(diǎn)分析
    鋁合金電纜的導(dǎo)體中主要成份有：銅、鐵、硅、鎂、錳、鈦、鉻、鋅、稀土等，其中銅的作用增加了導(dǎo)體在高溫時(shí)的電阻穩(wěn)定性；鐵的作用是增加導(dǎo)體的抗蠕變性；鎂的作用是提高導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度；稀土的作用是提高導(dǎo)體的抗腐蝕性能。
    一、鋁合金電纜的電氣性能、：
  （一）導(dǎo)電率：鋁合金的導(dǎo)電率介于鋁和銅之間，比銅差，比鋁略優(yōu)。
  （二）電纜緊壓特性：鋁合金導(dǎo)體采用分層緊壓絞合技術(shù)，導(dǎo)體的緊壓系數(shù)可達(dá)到0.93，而銅導(dǎo)體的緊壓系數(shù)一般只有0.80。通過(guò)最大極限的緊壓，可以彌補(bǔ)鋁合金導(dǎo)體在體積導(dǎo)電率上的不足，使絞合導(dǎo)體線芯如實(shí)體線芯一般，明顯降低了線芯外徑，提高了導(dǎo)電性能，因此載流量相同時(shí)，鋁合金電纜代替銅芯電纜后的電纜外徑增加不大。
    二、鋁合金電纜的機(jī)械性能
    銅、鋁、鋁合金（以常用AA8030鋁合金導(dǎo)體為例）的金屬力學(xué)特性對(duì)比見(jiàn)表1。
    由表1可以看出，硬態(tài)純鋁的伸長(zhǎng)率很低，反復(fù)折彎時(shí)易損傷或折斷，軟態(tài)純鋁的伸長(zhǎng)率比硬態(tài)純鋁有了很大提高，但是其屈服強(qiáng)度只有銅的一半，抗蠕變性差，安裝一段時(shí)間后，連接處容易松弛，造成接觸電阻增大，形成安全運(yùn)行隱患。通過(guò)表1的比較可以得出鋁合金導(dǎo)體的機(jī)械特性具有以下優(yōu)點(diǎn)：
   （一）高延伸。鋁合金導(dǎo)體退火后的延伸率能達(dá)到30％，接近于銅而遠(yuǎn)高于鋁。這也表明了鋁合金導(dǎo)體比鋁導(dǎo)體能承受更大的外力。
   （二）強(qiáng)柔韌、易彎曲。安裝時(shí)鋁合金導(dǎo)體比鋁導(dǎo)體有更小的彎曲半徑，更容易進(jìn)行接線端子的連接。
   （三）抗蠕變性好。鋁合金中的合金元素經(jīng)過(guò)特殊的工藝處理，抗蠕變性與壓緊性有了很大提高，當(dāng)導(dǎo)體遇到冷流、過(guò)載過(guò)熱等極端情況時(shí)，也能保證穩(wěn)定的連接。