2011年我國(guó)電纜行業(yè)產(chǎn)能超過(guò)美國(guó)成為“世界第一”之后，我國(guó)電纜行業(yè)大而不強(qiáng)、產(chǎn)能過(guò)剩的話題一度成為了業(yè)內(nèi)討論的主旋律，如何做大、做強(qiáng)成擺在電纜行業(yè)面前的重大問(wèn)題。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全世界都在大力提倡新能源開發(fā)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)更是開展的如火如荼，廣義上講，新能源類別包括：太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能、化學(xué)能等，上述新能源的建設(shè)與發(fā)展都離不開電纜，那么新能源類電纜就可以分為：光伏電纜、風(fēng)力發(fā)電電纜、海洋石油平臺(tái)用電纜、核電站用電纜、電動(dòng)機(jī)車類電纜、內(nèi)陸常規(guī)與非常規(guī)天然氣開采用電纜等。本文將對(duì)上述若干種新能源電纜產(chǎn)品類別與性能、國(guó)內(nèi)外應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)前景等做詳細(xì)分析。

　　風(fēng)力發(fā)電電纜

　　風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，目前也是眾多新能源中最具規(guī)模、技術(shù)最成熟、最有商業(yè)發(fā)展前景的發(fā)電模式，據(jù)公開資料顯示我國(guó)大陸及近海岸可利用風(fēng)能資源已近10億kW，我國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中指出，2020年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000萬(wàn)kW，2013-2020年仍是大有可為的黃金時(shí)期。風(fēng)力發(fā)電電纜有風(fēng)電機(jī)艙和塔筒內(nèi)的控制電纜、信號(hào)電纜、耐扭曲電力電纜等，因風(fēng)場(chǎng)環(huán)境惡劣，且電力電纜隨葉輪擺動(dòng)而扭曲，所以風(fēng)力發(fā)電用電纜一般要求較高，如要求耐低溫、耐油、耐扭曲、耐氣候、耐紫外線、耐酸堿等，我國(guó)目前風(fēng)力發(fā)電電纜暫無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只有國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心頒發(fā)的TICW01-2009《額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電線》等行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

　　塔筒電纜是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用最多的電纜，我們經(jīng)常說(shuō)的風(fēng)電電纜就是指此類電纜。因?yàn)樗搽娎|隨風(fēng)機(jī)不斷的正反向擺動(dòng)，所以塔筒電纜性能要求極為嚴(yán)格，即要保證結(jié)構(gòu)柔軟，又要求具有較高的抗張強(qiáng)度、耐低溫(-40℃)、耐紫外線、耐扭轉(zhuǎn)、耐鹽霧(近海風(fēng)電廠有此類要求)、耐海水腐蝕、耐摩、耐氣候老化、阻燃等性能。圖2給出了風(fēng)機(jī)內(nèi)主要部位應(yīng)用電纜示意圖。其中數(shù)字代表含義如下：1—漿葉驅(qū)動(dòng)器、2—節(jié)距和方位角調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器、3 —葉片節(jié)距和方位角控制系統(tǒng)、4—偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、5—變速箱、6—葉輪風(fēng)速計(jì)、7—控制箱、8—逆變器、9—發(fā)電機(jī)、10—泵、風(fēng)機(jī)、加熱器。上述部位所需電纜基本為柔性電機(jī)電源線、柔性伺服電纜、VFD電纜等。

　　世界各國(guó)對(duì)風(fēng)力發(fā)電用電纜的標(biāo)準(zhǔn)要求各異，我國(guó)主要以TICW01-2009《額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電線》、《NBT31034-2012___額定電壓1.8(3)kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜第1部分：額定電壓0.6(1)kV電纜》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，更高電壓等級(jí)的暫時(shí)無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般參照IEC標(biāo)準(zhǔn)制作。在北美地區(qū)(加拿大/美國(guó))，風(fēng)力發(fā)電電纜一般參照UL/CSA系列。標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)美國(guó)國(guó)家電工法規(guī)NPFA70，電纜型號(hào)為WTTC、TC在UL認(rèn)證體系中，WTTC涵蓋在ZGZN產(chǎn)品類別下，電壓等級(jí)是0.6/1kV、1.8/3kV。不同的型號(hào)對(duì)應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)，所涉及標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

       標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介UL44熱固性絕緣電線電纜涵蓋600V 1000V 2000V 5000V四種電壓等級(jí)的電纜，導(dǎo)體、絕緣、護(hù)套等結(jié)構(gòu)、厚度均可在此標(biāo)準(zhǔn)找到。UL1072電力與控制電纜(光單元)中壓電力電纜涵蓋中壓電纜標(biāo)準(zhǔn)，與GB/T12706較為相似。UL1581電線、電纜與柔性電線涵蓋導(dǎo)體、絕緣、護(hù)套及相關(guān)測(cè)試方法。UL2277風(fēng)力發(fā)電電纜WTTC、TC電力電纜，與其他標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。ASTM-B33導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)美標(biāo)導(dǎo)體分類很詳細(xì)，如AA 、A、B、C、D、I、K等。

　　值得注意的是，在UL1581與ASTMB33中對(duì)于導(dǎo)體的分類是不一樣的，AA類—架空用裸導(dǎo)體;A類—比AA類更加柔軟的裸導(dǎo)體;B類-絕緣材料為橡皮、絕緣紙等材料的且比A類更加柔軟;C類與D類導(dǎo)體比B類導(dǎo)體更加柔軟;G類導(dǎo)體由7-61根復(fù)絞而成，典型用途是橡皮護(hù)套用、移動(dòng)設(shè)備用等柔性電纜。

　　參照UL標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電電纜時(shí)應(yīng)注意其導(dǎo)體規(guī)格的表達(dá)方式，即AWG與公制毫米的換算關(guān)系，導(dǎo)體不同溫度下干式與濕式的選擇，絕緣、護(hù)套材料的選擇，UL44中相關(guān)試驗(yàn)的選擇等等。值得注意的是，UL標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于風(fēng)力發(fā)電電纜的材料沒(méi)有含鹵與無(wú)鹵的區(qū)分。

　　風(fēng)力發(fā)電電纜在相當(dāng)一段長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍然會(huì)占據(jù)新能源發(fā)電電纜的主要地位，而且產(chǎn)品更多的傾向于多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)綜合性能，如滿足TICW1中的低溫耐扭曲試驗(yàn)與UL1581中FT4等諸如此類。

　　光伏電纜

　　太陽(yáng)能的開發(fā)近年來(lái)呈現(xiàn)噴井式發(fā)展，截至2010 年末，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到893 MW，位居世界第7。預(yù)計(jì)到2020 年，我國(guó)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繉⒊^(guò)30 000 MW。國(guó)家也在光伏建設(shè)項(xiàng)目上給予支持。光伏發(fā)電已帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品，如光伏電纜的迅速發(fā)展。通常光伏發(fā)電產(chǎn)生的低壓直流電需轉(zhuǎn)換為交流電，光伏電池與交直流逆變器間的連接電纜就是光伏電纜。理論上講一個(gè)光伏組件一般需要2根0. 8-1 m之間的單芯電纜，所以說(shuō)如果按照相應(yīng)光伏組件發(fā)展速度，到2020年我國(guó)光伏電纜的用量將達(dá)到15萬(wàn)km左右，需求空間較大。

　　光伏電纜英文縮寫是PV電纜，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，即導(dǎo)體、絕緣、護(hù)套，見(jiàn)圖5。我國(guó)目前暫時(shí)沒(méi)有光伏電纜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上光伏電纜最為權(quán)威的認(rèn)證是TUV 萊茵TUV MARK與UL認(rèn)證，主要參考標(biāo)準(zhǔn)2 Pfg 1169或UL 4703，且樣品要送往德國(guó)或美國(guó)，所以認(rèn)證周期較長(zhǎng)，費(fèi)用較高，且各樣品設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)不同。但一般光伏電纜性能要求如下：電纜絕緣和護(hù)套的熱壽命在120℃環(huán)境下時(shí)不少于25年，電纜通過(guò)動(dòng)態(tài)穿透試驗(yàn)，電纜通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)，電纜通過(guò)-40℃低溫試驗(yàn)，電纜通過(guò)酸堿試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、臭氧試驗(yàn)和耐氣候試驗(yàn)。但光伏電纜應(yīng)用場(chǎng)合環(huán)境有差異，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮敷設(shè)場(chǎng)所，如防老鼠等小動(dòng)物啃咬等。

　　核級(jí)電纜

　　核電站的興建與取舍是21世紀(jì)各國(guó)最為關(guān)注的話題之一，無(wú)論是伊朗、朝鮮核危機(jī)，還是日本福島核泄漏，還是歐洲部分國(guó)家全民公投，無(wú)一不是圍繞核電取舍開展的。我國(guó)核電站分布圖見(jiàn)圖6所示。但是不管取舍如何，每座核電站所需電纜的數(shù)量是巨大的。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE383《核電站用 IE電纜、現(xiàn)場(chǎng)接頭和連接件型式試驗(yàn)》和RCC-E《核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》規(guī)定了反應(yīng)堆的緊急停堆，安全殼隔離，堆芯的應(yīng)急冷卻，反應(yīng)堆余熱導(dǎo)出，反應(yīng)堆廠房的余熱導(dǎo)出。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB22577—2008《核電站用1E 級(jí)電纜通用要求》規(guī)定了核級(jí)電纜一般要求。防止放射性物質(zhì)向周圍環(huán)境大量排放等功能的電氣系統(tǒng)設(shè)備的安全等級(jí)，定義為1E級(jí)，在我國(guó)IE級(jí)設(shè)備按照使用環(huán)境及質(zhì)量鑒定要求可分為K1、K2、K3 共三類，其中K3質(zhì)量鑒定程序是用來(lái)驗(yàn)證安裝在安全殼外的設(shè)備在正常環(huán)境條件下，以及對(duì)一些設(shè)備規(guī)定的事故條件下，能執(zhí)行其規(guī)定功能的能力。經(jīng)K3質(zhì)量鑒定程序鑒定的電纜稱作“K3類電纜”核電站用lE級(jí)K3類控制和儀表電纜絕緣線芯必須滿足優(yōu)良的機(jī)械電氣和耐熱性能、通過(guò)單根垂直燃燒試驗(yàn)、具備低煙、無(wú)鹵、低毒、低腐蝕的特性，且其使用壽命應(yīng)超過(guò)40年。

　　除上述新能源類電纜外，還有海洋石油平臺(tái)用電纜、電動(dòng)汽車充電電纜、天然氣類開發(fā)電纜等，這些電纜我國(guó)基本沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，多數(shù)依照國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外客戶之前可能大多數(shù)使用世界某些電纜巨頭產(chǎn)品，隨著中國(guó)電纜的崛起，這些客戶會(huì)將采購(gòu)放在產(chǎn)品價(jià)格更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的中國(guó)，而這些客戶就會(huì)以之前國(guó)外電纜廠家的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求中國(guó)電纜企業(yè)，消化吸收國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)、看準(zhǔn)項(xiàng)目立即上馬，避免眾多企業(yè)一擁而上時(shí)出現(xiàn)同質(zhì)化惡性競(jìng)爭(zhēng)。

　　新能源類電纜的發(fā)展前景很廣闊，消化國(guó)外UL、VDE、BS等標(biāo)準(zhǔn)，積極轉(zhuǎn)化為企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，積極與客戶保持良好的溝通，確保技術(shù)交流渠道暢通。