缆普采用最新风能测试设备

在风机中,强扭转力作用于塔筒结构内部的零部件,这会影响电力传输电缆和信号传输电缆的传输性能。源自斯图加特的缆普集团通过模拟真实风机产生的扭转力测试电缆,对于在扭转应力下的电缆有了更深一步的认识。

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不久以前,这个测试设备还只是物流大楼内的一个普通升降梯;而现在它被用来测试风机内的扭转力对电缆的影响。16米高的升降梯用来模拟风机塔筒和机舱的动力构造十分合适。电线电缆的所有紧固点都和真实应用中的环境一模一样,这样的测试理念在整个欧洲只有过一个先例。大多数测试系统的构造都各不相同,基本上都没有那么高,因此不能如此精确地模拟风机应用的实际情况。

 

建立这样一个测试系统的初衷是客户的需求——德国最大的风机生产商希望验证电缆在其塔筒中的抗扭性能可以达到每米150°,而不会造成任何损坏。通常只能精确定义机舱的旋转角度,而非电缆的扭转角度。因此,此类实验相比其它系统更加安全。而且,这个新的测试系统还能提供许多宝贵的有关电缆构造及材料合适性的实验结果,这对于研发风能行业的新电缆类型十分有帮助。

 

技术操作模式基于对扭转运动的精确复制。受测试的电缆根据他们的实际安装位置被固定,并且通过测试系统顶部的伺服电机对整条电缆进行旋转、悬挂。即使是位于塔筒下方连接变压器和控制柜的电缆也会根据实际应用情况被扭转。摄像头持续监控系统内部的流程并记录正常操作活动,例如磨损以及可能由于振动而产生的损坏。

 

尤其是屏蔽电缆,在极端情况下可以看到电缆的衰退,因为在扭转移动中电缆屏蔽受力特别严重。屏蔽线之间互相摩擦,电机效率会发生变化。最坏的情况是屏蔽线断开,屏蔽层的电机效率骤减。许多电缆制造商出于经济原因使用橡胶作为电缆外护套材料,但是这种材料和PVC或PUR电缆相比磨损特别厉害。然而,并非所有风机生产商都清楚这一点,他们往往持续使用这些橡胶产品,因为其前期投入低。可是这一采购阶段的节省会在后续操作中产生高额费用。另一方面,PVC几乎不发生摩擦,但是在应用时会有温度限制。因此在低于零度的使用条件下,推荐使用PUR电缆。固定形式也在损耗中起重要作用,因为甚至在使用之前,安装类型就已经决定了电缆的使用寿命。

 

测试系统的测试结果为风机跨接区域提供了全新视角,使用寿命也比原先预期的更长。在机舱的第三次旋转中,跨接区域处于极端扭转下,并且急剧缩短。“跨接区域悬挂在高处的一个特殊套索中,”测试中心经理Thilo Schweizer解释道。“我们感到很惊讶,因为我们并没预计到有如此强烈的旋转。从中可以看出,在这一运动中可以产生许多动态能量。”在原先较小的测试系统中,塔筒高度只有2.5米,此类现象未能被发现。

 

最近测试显示跨接区域的电缆比自由悬挂的电缆扭转程度更厉害,这曾是测试的重点。经过和同行的讨论结果表明,他们以前也不知道这个特点。这对于电缆的使用寿命有重要影响。基于这个新消息,缆普的专家将重新考虑零部件构造并设计不同的结构性元件。

 

最近,在16米高的测试系统中只进行了机械测试。两个月后,某款电缆的磨损有多高,扭转表现如何,机械影响对使用寿命的影响有多少,这些问题都可以一目了然了。每种设计的相关推荐都以实验结果为依据。在未来,我们还会对电缆进行电子监控。这可以使我们了解电阻值是否发生变化或中断,是否发生短路。这些测试结果都是实时公布。我们能接着分析异常何时出现以及为什么会出现。这样今后推出的产品会不断改良,没有缺陷。

 

缆普工程师通过这个最新测试设备得出的实验结果被用来与过去采用小型测试系统得出的结果进行比较。如果比较结果接近,则2.5米的小型测试系统同样有效,并可以用于进一步测试,例如:极端寒冷情况下。缆普集团计划将小型测试系统改造成温度为-50°C的冰室,以便用来测试寒冷情况下的应用,例如海上风机或阿拉斯加。

 

风能测试系统已经验证了产品质量的重要性,即使是那些乍一看并不非常重要的零部件,也一定要有可靠的品质。如果这些零部件用于大型生产机器或发电厂,则省小钱留下的隐患可能会造成后期的高额费用。如果风机由于电缆磨损而停机,则将面临高额维修费用并减少营业收入。归根结底,通过测试获得越多数据,风机生产商和电气生产商的运作就越高效。