为风光大基地建设保驾护航——3M新一代35kV冷缩电缆附件

长期以来,各行业技术发展都以绿色、可持续的发展为主要理念。随着国家“十四五”规划提出要建设一批多能互补的清洁能源基地,使非化石能源占能源消费比重提高到20%,新能源发电大基地建设计划应运而生。

大部分风电及光伏大型基地项目都位于人口密度较低的沿海、山地或戈壁等地区,相比于城乡一般35kV的电网系统,新能源发电对35kV电缆附件的运行和安装条件要求更加苛刻:

(1)重风沙或重盐雾:风沙、盐雾的侵袭和累计是降低电缆终端外绝缘性能,导致外闪络的重要原因。

(2)高海拔和高日照强度:电缆附件安装后需保证长期的安全运行寿命(不低于30年),而处于高海拔及高日照条件下的新能源电场,电缆终端绝缘材料应具有长期的抗紫外老化能力。

(3)环境日温差和年温差较大:特别是北方地区,电缆本体热胀冷缩的“呼吸”效应明显。

(4)高潮湿和重淋雨:湿气和水分一旦进入到电缆附件内部将直接导致其击穿故障。尤其东南沿海等地区风电场湿热天气严重,并经常受到台风暴雨侵袭,对电缆附件的防水密封要求需相应提升。

(5)长期受到大风影响:风电场一般都建设于长期大风天气的区域,户外电缆终端持续受到风吹,需保证其不移位,或轻度移位后仍能安全运行。

(6)安装条件恶劣,工期短:风电和光伏项目一般建设周期较短,35kV电缆附件的安装时间要求更紧。

而相比于一般电网,新能源大基地的35kV系统在电气方面又具有一些特殊性:

(1)电压波动大,次数频繁:风电和光伏具有间歇性和随机性,系统断路器频繁开合时在35kV集电网络中可能产生较高的过电压。

(2)电流不稳定,冲击明显:风电和光伏运行中的35kV电缆附件随着发电机的起停,受到电流不稳定的冲击明显,易出现短期过热情况。

(3)易出现雷击过电压:风电场运行环境开阔,其35kV集电系统更容易受到雷击影响。

为满足新能源电站上述运行环境和电气裕度的特殊要求,保障新能源电站的安全可靠运行,作为专业的电力接续产品和解决方案供应商, 3M开发了第三代35kV冷缩式电缆终端和电缆中间接头,特别从如下方面进行了优化和提升。

3M第三代35kV冷缩电缆附件开发了新型内部电场强度控制单元,尤其是兼具均匀电场分布及减低内部放电双重作用的Hi-K(高介电)先进柔性材料。

下图对比数据(1)可看出,3M QTIII 35kV冷缩终端交流耐电压水平高达125kV,远远超过35kV的额定运行电压,即使在新能源电站电压大幅度波动的情况下,仍具有较大的安全裕度。

电缆附件运行时其内部的细小放电现象在现场测试和日常检修中往往难以发现,但却是诱发电缆终端和接头击穿故障,降低其安全运行寿命的“罪魁祸首”。

3M QTIII第三代冷缩终端创新地采用了内置式电应力控制泥结构,有效填充了电缆附件内部的气隙、凹凸、台阶等可能诱发放电的缺陷,从源头上降低了内部放电产生的可能性。

为进一步降低电缆附件内部的细微放电,3M研发了独特材料——P55界面混合剂。

别看这小小一条红色混合剂,它应用于电缆接头内部可起到修复绝缘缺陷,抵抗内部放电的神奇作用。不同于一般的硅脂,P55混合剂在硅橡胶材质的电缆接头内部,能长久保持液体膏状,不固化、不结晶,降低内部缺陷对电缆接头运行寿命的影响。

无论是在第三方机构和3M实验室检测中,3M 35kV电缆附件的局部放电量均小于2pC,远优于国标要求(2)。

如下表所示,3M QTIII 35kV冷缩终端的CSV电压达72kV,也就是当测试电压升高至72kV才出现明显内部放电,抗内部放电的性能领先于同类优质产品(3)。

3M首创的冷缩式电缆附件,通过橡胶体的“弹性记忆”特性促使其收缩压紧在电缆绝缘表面,对电缆具有恒定持久的“抱紧力”,从而达到可靠的防水密封效果。

下表为3M 35kV中间接头品收缩后“抱紧力”保住内部气压的对比测试结果,可看出,3M QS3000接头的抱紧力最高可保住195kPa的气压,相当于约19米水深的压力(4)!

同时,3M 35kV QTIII终端在冷缩抱紧力测试中也表现突出,均领先于同类优质产品。如下表(4)。

自从2006年开始,3M 新一代35kV冷缩电缆附件广泛安装运行于国内风沙较大、高温潮湿、日照强烈等严酷环境条件下的风电、光伏等重点项目,总数已超15万套(5)。

无论是极寒的高纬度地区、盐雾侵袭的沿海滩涂,还是强紫外线辐照的高原山地,或是风沙频繁的戈壁荒漠,3M 新一代35kV电缆附件都将为新能源大基地的建设保驾护航!

(1)数据来源:3M高压电气实验室测试数据,测试方法参照GB/T 18889标准,逐渐提升交流测试电压直到电缆附件击穿;

(3)数据来源:3M高压电气实验室测试数据,测试方法参照GB/T 18889标准,逐渐提升交流测试电压直到局部放电量大于10pC或明显跃升,记录此时的试验电压值;

(4)数据来源:3M高压电气实验室测试数据,测试方法为3M试验方法,将冷缩附件收缩于相同直径的带孔管体上,管体一端封闭。对管体内部逐渐升气压,记录最高气压值;

(5)数据来源:截止2022年2月28日 3M内部售出数据。返回搜狐,查看更多

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