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摘要：笔者介绍了传统传输电缆和风电塔筒管型绝缘母线的结构及特点；对传统传输电缆和风电塔筒管型绝缘母线各方面性能及可靠性进行了对比；
关键词：风电塔筒管型绝缘母线；托举侧扶结构；传统传输电缆；安全可靠性、技术先进性、经济实用性；
一、比选目的（引言）
近几年风电行业的发展趋于单机容量大型化、塔筒高度超高化。随着机组容量增大发电机的电流也随之增大，传统传输电缆面临造价高、经年累月沉降、根数多塔筒内不易排列、散热性能差、防盗性能差、防火性能差、维修困难等问题，而管型绝缘母线产品可以相应解决传统传输电缆的弊端。
管型绝缘母线和传统传输电缆的选型不仅关乎到风电场投资成本和建设进度，还影响投产后的发电量和运维成本，以及风电场最终的收益。本报告对传统传输电缆与管型绝缘母线着重从三方面对比分析，分别为安全可靠性、技术先进性、经济实用性，分别进行分析，希望对风电产业选择输电设备提供有利的帮助。二、比选对象
1、传统传输电缆
2、管型绝缘母线
二、比选内容
1、安全可靠性比选
1.1传统传输电缆安全可靠性分析
传统传输电缆方案因为使用习惯的原因一直以来是塔筒内载流体的首选，优点是结构简单、抗震性好、无连接点、故障率低，可根据额定电流选型多根并联，是风电塔筒内载流体的成熟方案。随着技术的发展，近年来大容量风机逐渐面世并迅速占领市场。单机容量成倍增长，电缆的用量也成倍增长。传统传输电缆的问题逐渐显现，表现如下：
1）随着铜价上涨、国家对风电上网电价补贴的减少直至取消，风电降本压力剧增，传统传输电缆的成本问题日益凸显。
2）传统传输电缆经过长时间运行，部分悬垂的电缆会出现沉降变形，导致夹具处绝缘破损、扭缆长度不足影响偏航等问题，严重的需要停机维修甚至更换整条电缆。
3）考虑临近效应的情况，数量倍增的传统传输电缆在并不宽裕的塔筒空间内很难美观排布，并且编号上下识别也容易出现问题。某主机厂家3.6MW风机采用24根240mm²电缆敷设方案，传统传输电缆根数多敷设不美观，电缆夹具每个电缆孔需要同时紧固3根电缆，容易出现沉降、磨损，参见图一：
图一 某主机厂家3.6MW风机传统传输电缆敷设方案
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1.2管型绝缘母线安全可靠性分析
管型母线因载流量大、散热性好、抗震性强等优点，在火电厂、变电站等电流较大的输配电设备上已得到广泛使用，是非常成熟的产品。管型绝缘母线是在空气型绝缘母线的基础上，结合了管型母线高集肤效应等多种优点制作而成，具有防火、防盗、防沉降、散热好、载流量大、美观大方、抗震性能好，故障率低等优点，是风电塔筒内载流体的成熟方案。参见图二：
图二 管型绝缘母线
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1.3安全可靠性对比分析结论
传统传输电缆较管型绝缘母线有接头少、免维护的特点；管型绝缘母线较传统传输电缆，具有防火、防盗、防沉降、散热好、抗震性强、载流量大等特点；两种方案都是成熟可靠的方案。
2、技术先进性比选
2.1传统传输电缆技术特点分析
传统传输电缆产品的技术特点为柔性连接、结构简单、接头少、免维护等。
2.2管型绝缘母线技术先进性分析
2.21可有效解决原传统传输电缆方案的沉降问题
管型绝缘母线每段塔筒底部设有整体托举结构，可把绝缘管型母线整体托起，托举结构和导体之间采用橡胶减震器连接，完美解决原传统传输电缆方案的沉降问题，参见图三：
图三 管型绝缘母线托举结构
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2.22管型绝缘母线抗震性能好
管型绝缘母线导体每间隔3米有限位装置用于固定，限位装置和导体之间安装硬度45度的三元乙丙胶材质的硅胶件，避免限位装置与导体直接摩擦，可有效解决原传统传输电缆与电缆夹磨损绝缘层的弊端。管型绝缘母线导体长度根据塔筒长度定制，单段导体与塔筒长度保持一致，除塔筒与塔筒之间的3~5处软连接外，无其他机械连接点。参见图四：
图四 管型绝缘母线抗震性能更好
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2.23管型绝缘母线防护等级高
管型绝缘母线的电缆箱和转接箱壳体钣金件之间，采用乳胶和密封条填补缝隙，箱体接管型母线的部位安装硬度45度的三元乙丙胶材质的硅胶件填补缝隙，箱体接电缆部位采用防水锁紧头防护，防护等级为IP68，箱体整体防护等级为IP54，可以达到良好的防水、防尘效果。参见图五、图六：
图五 防水锁紧头
2.24管型绝缘母线电缆箱及转接箱螺栓防松措施
管型绝缘母线导体中间无连接点，运维工作主要集中在电缆箱及转接箱内螺栓防松，为减少运维工作量，箱体内螺栓采用双螺母设计加强螺栓防松性能，螺栓紧固验收后做防松标识，年检运维时只需查看螺栓力矩标识是否松动即可，参见图七：
图七 电缆箱内螺栓采用双螺母防松设计
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2.25管型绝缘母线载流量更大
管型绝缘母线的导体结构为空心圆管，管状导体的内、外表面积相加，比实心导体的表面积大一倍，最大程度利用金属导体集肤效应，载流量更大，散热性能更好，参见图八：
图八 管型绝缘母线导体载流量更大
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2.26管型绝缘母线可增设温度在线监测系统
管型绝缘母线可在电缆箱及转接箱内增加温度在线监测系统，实时监测管型绝缘母线工作温度判定其运行状况，精准运维减少运维工作量，符合智慧风场、无人值守风场的特性。管型绝缘母线生产厂家正在研发此方案，技术路线是：在电缆箱及转接箱壳体内部增加温度传感器，温度传感器信号用光纤接入风机塔基柜，最终实现管型绝缘母线系统运行温度可在升压站实时监测；该方案的信号接入问题需要主机厂配合才能完成，管型绝缘母线厂家正在积极和主机厂共同去开发、验证。
2.3、技术先进性比选结论
管型绝缘母线较传统传输电缆，具有防火、防盗、防沉降、散热好、载流量大、施工简便、抗震性能好、故障率低等特点；管型绝缘母线的托举侧扶结构设计保证了管型绝缘母线不会出现传统传输电缆沉降、磨损等故障，具有一定的技术创新型。
3、经济实用性比选
3.1 采购成本经济实用性分析
以某主机厂4.5MW风机95米塔筒为例，管型绝缘母线可替代80m传统传输电缆，传统传输电缆FDEH 1.8/3kV 1×240mm²，用量80m×24根=1920m，单台机组电缆采购成本约24万；电缆夹等附件采购成本约1.32万；
以4.5MW风机95米塔筒为例，管型绝缘母线采用6根80米80*7管型母线，单台管型绝缘母线采购价20.7万；管型绝缘母线附件安装螺柱采购成本约0.14万；
传统传输电缆和管型绝缘母线采购成本对比
3.2运维成本经济实用性分析
传统传输电缆如出现沉降、磨损等故障，故障点难寻，修复难度大，必要时需更换整条传统传输电缆，全生命周期维护成本占比约10%；
管型绝缘母线因接头少免维护、无沉降、不磨损等优势，后期维护成本较低，全生命周期维护成本占比约3%，管型绝缘母线运维成本比传统传输电缆节约7%。
3.3、经济实用性比选结论
单台4.5MW风机采用管型绝缘母线较传统输电电缆节约采购成本17%，管型绝缘母线较传统输电电缆运维成本节约7%，管型绝缘母线较传统传输电缆具有更强的经济实用性。
三、结论
综合以上分析及数据对比，管型绝缘母线较传统传输电缆，具有防火、防盗、防沉降、散热好、载流量大、抗震性能好、故障率低等特点，增设温度在线监测系统后，可实时监控输电系统运行状态。前期投资成本低，后期运维工作量小，产品安全可控，技术可行，综合考虑，具有创新性和技经优势。