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用于海上恶劣安装环境的开关设备连接器和端子
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用于海上恶劣安装环境的开关设备连接器和端子

2022-09-29 10:44:18 来源:《国际线缆与连接》投稿人 冯文飞编译 作者:TE公司、贸泽电子

【哔哥哔特导读】以三个案例研究看海洋工业的电力系统对连接器有何要求。

海上风电

海洋工业已经从“航海时代”经由“蒸汽时代”进入了“电力时代”。随着造船和海上工业的快速发展,我们现在可以反思电力系统中出现的一些关键趋势。

l 快速电气化导致电力成为该行业的主要动力来源。

l 高压和大功率系统正在成为运营的必需品。

l 项目实施规模越来越大。

本文介绍了三个案例研究,其中TE公司精心设计的电气连接器和端接使海上设施在恶劣环境中的建造和运营成为可能。

案例 1:用于海上风电场的坚固可靠的开关设备连接器

全球超过 10% 的电力来自风能,风车是大量利用风能的典型案例。但实际上,这只是它们真正潜力的一小部分。正如我们所知,风能是一种席卷整个地球的现象,包括所有的陆地和海洋。在海洋中建造风电场可以帮助我们挖掘风能的真正潜力。此类项目被称为海上风电场,并已成为陆上风电场的优秀替代方案。但由于位于海洋中间,此类项目的开发成为一项工程挑战。

三家领先的可再生能源公司开始建设世界上最大的海上风电场之一。该风电场面积约 100 平方公里,每年可为近 50 万户家庭供电,并显著减少该地区的二氧化碳排放量。

海上风电

图 1:海上风电场必须承受海洋中的恶劣气候条件 

对于这个项目,负责能源供应结构的工程师要求使用屏蔽可分离连接器,使它们能够在其独特且非常紧凑的开关设备中连接大截面电缆。由于海上风电场具有挑战性的环境条件,它们需要能够在以高湿度和盐度为特征的环境中承受极端温度的连接器。

案例 2:提高海上制造业的功率密度和效率 

作为海洋和近海设备建造的领导者,韩国拥有一些世界上最大的散货船、油轮、钻井平台和平台制造商。该国的船舶设计师和工程师面临着恶劣的操作环境。石油储量的枯竭使得有必要钻得更深、更宽。

这导致对电力的需求急剧增加。为了满足这种激增的电力需求,需要能够在恶劣的操作环境中运行的更高密度的安装。 

解决方案是引入薄型、短款和高性能中压 (MV) 端接,以确保安装的简便性和耐潮湿环境。

为了提供更高的功率密度,需要新设计的电缆附件,以方便更简单、更快和更可靠的安装。这方面的一个例子是薄型中压端接,它允许将多条电缆成功端接到一个小空间中。

为了确保更小、更紧凑、更强大的解决方案胜过竞争对手,设计工程师必须采用全新的应力控制系统,以及对电缆绝缘层、护套和接线盒的完全密封。

案例 3:用于造船的恶劣环境抗性连接器和电缆接头

对于海上设施和产品来说,北海提供的操作条件最恶劣。北海、大西洋夏季的平均温度为 17°C,而在大风和风暴多发的冬季,正常温度为 6°C,盐度平均为每升 34 克至 35 克盐水。北海也容易发生风暴潮,这是一种与低压天气系统相关的近海水位上升,主要是由强风推动海洋表面引起的。

轮船

图 2:船厂使用的连接器应该能够抵御包括火灾在内的多种环境危害。

1970 年代北海近海石油勘探和采收的早期阶段需要非常耐用的产品,以满足在这种恶劣环境中运营的公司的严格要求。一家英国石油和天然气公司正在为其创新构造的平台寻找高性能低压 (LV) 和 MV 接头和终端。

面临的挑战是在有限的时间内设计、测试和制造几个可以快速轻松地安装的耐火电缆接头。

船用电力系统工程部件的可靠性 

近海地形复杂性的增加导致电力需求的增加以及海洋工业面临的一系列其他技术挑战。可靠性对于海上环境中的电力供应和分配至关重要。 

电气系统故障直接影响整个机组的运行、控制、监控、效率和安全。这就是为什么在选择项目开发的组件时需要格外小心的原因。电力系统组件需要能够抵御海洋环境提供的盐度、湿度和各种温度。 

电源连接和组件还必须具有有效的防潮密封、电气绝缘和电气/机械保护。这需要经证明能够承受最恶劣操作环境的高性能产品和材料。

适用于海上环境的 TE连接解决方案

TE 提供完整的开关设备解决方案,以支持海上设施,如风电场、制造设施、造船单位等。TE 的宽屏可分离连接器产品组合降低了项目的挑战性。

1、LV 和 MV 端接

对于海洋/近海环境,所有接口的密封都被认为是必不可少的。中压终端广泛用于将电缆连接到电机、发电机、开关设备和变压器等设备。

连接器

图 3:TE 的 MV 终端。

TE 的端接具有多种优势,包括:

l 短款

l 小尺寸

l 可轻松安装在狭窄空间内,甚至安装在不直的电缆上

l 完全密封到电缆和接线片基板的端接

l 热缩安装技术,即使安装在非常潮湿或潮湿的环境中,也可确保不会在终端下捕获或保留水分

l 所用材料的高强度和韧性

l 精确的电气性能

l 没有保质期限制

2、屏蔽可分离连接器

TE 的屏蔽式可分离连接器采用紧凑型设计,适合狭窄的安装空间,完全屏蔽、浸入式,并提供可选测试点。全球有超过 600 万个可分离连接器在使用。

连接器

TE 屏蔽式可分离电源连接器。

TE 的屏蔽式可分离连接器可轻松适应各种不同的电缆类型和尺寸。其紧凑的设计和硅胶组件的灵活性有助于连接器的安装,节省时间并减少错误。

TE 的电源连接器经过严格的性能测试,以满足严格的安全标准。该品牌在 1940 年代率先推出了端接和连接解决方案。1970 年代的 TE 连接解决方案在安装 40 多年后仍在运行。

结论

海洋和近海环境是电缆附件最严苛的测试场地之一,因为它们提供了恶劣的条件。在任何海洋或海上作业环境中,产品的可靠性至关重要。除了选择具有正确电压、尺寸和结构的电缆附件外,选择经证明可以执行并提供预期的完整使用寿命的产品也很重要。

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