摘要:文中介绍了耐热90 ℃塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆的主要技术性能要求,阐述了交联聚乙烯绝缘耐热90 ℃塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆的材料选型及生产过程控制。通过对塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆的结构设计和主要电气性能的计算实例,说明了耐热90 ℃塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆其关键参数设计、测试原理和方法,并对塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆进行了测试,其实测值符合设计要求,满足了塔式太阳能光热发电镜场RS-485现场通信用需求,应用市场前景广阔。关键词:太阳能光热发电;镜场;RS-485总线电缆;特性阻抗;衰减;相对传播速度Structural Design of RS-485 Bus Cable for Tower Solar Photothermal Power Mirror Field CommunicationWANG Hailing1,WANG Yi2,ZHANG Hongyan3(1.Anhui Xinke Cable Group Co., Ltd.,Wuwei 238300,China;Anhui Tiexin Optoelectronic Technology Co., Ltd.,Wuwei 238300,China;2. China Academy of Railway Sciences Corporation Limited Standard & MetrologyResearch Institute,Beijing 100081,China;3.AnHui Zongheng HI-TECH Cables CO.,LTD.,Hefei 230051,China)Abstract:Main technical performance requirements of RS-485 bus cables for communication in the 90 ℃ towersolar photothermal power generation mirror field were introduced.Material selection and production process controlof the cros-linked polyethylene insulation heat-resistant RS-485 bus cable for communication in the 90 ℃ towersolar photothermal power generation mirror field were elaborated.Through structural design and calculationexamples of the main electrical performance of RS-485 bus cable for tower solar photothermal power generationmirror field communication, key parameter design,testing principles and testing methods were explained.The RS-485 bus cable for tower solar photothermal power generation mirror field communication was also tested.Resultsshowed that actual measured values met design requirements,satisfied the demand for RS-485 on-sitecommunication in tower solar thermal power generation mirror field,which could have broad application prospects。Key words:solar thermal power generation;mirror field;RS-485 bus cable;impedance;attenuation;relative velocity of propagation 0 引言太阳能作为取之不尽、用之不竭的清洁环保能源,在人类能源使用中占据重要地位。目前,太阳能光伏发电和太阳能光热发电已成为开发和利用太阳能的重要渠道。太阳能光伏发电技术在我国已日趋成熟,实现了商业化和规模化,但其易受昼夜、天气等自然条件的影响,存在电能难以储存、太阳光不稳定、对电网产生冲击的缺点,一定程度上制约了光伏发电的进程;太阳能光热发电方式以可储热、可调峰、可连续发电的优点,逐渐成为可再生能源领域开发和投资的热点[1]。太阳能光热发电包括槽式、塔式、碟式和线性菲涅式等4种方式,这4种方式虽然各有差异,但在发电方式上均可以分为太阳能集热、热传输和交换、发电等3个基本系统。本工作介绍的塔式太阳能光热发电也被称为集中式太阳能光热发电,利用定日镜将太阳光聚集在中心吸热塔的吸热器上,对塔顶的吸热介质熔盐进行加热,将太阳光辐射能转化为热能,热能与水进行交换形成水蒸气,再驱动汽轮机做功发电。塔式太阳能光热发电系统具有聚光比,具备工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点,适合大规模、大容量商业化应用[2]。但是,塔式太阳能光热发电站占地面积较大,其中太阳能收集镜场面积就有2~10km2。定日镜与吸热器的距离通常在100~1000m之间,每台定日镜均需要通过RS-485总线电缆进行通信。一个50MW塔式太阳能光热发电站需要约上百千米的RS-485总线电缆。太阳能光热发电有槽式、塔式、碟式和线性菲涅式等4种方式,这4种方式虽然各有差异,但在发电方式上都可以分为太阳能集热、热传输和交换、发电等3个基本系统。本文介绍的塔式太阳能光热发电也被称为集中式太阳能光热发电,是利用定日镜将太阳光聚集在中心吸热塔的吸热器上,对塔顶的吸热介质熔盐进行加热,将太阳光辐射能转化热能,热能与水进行交换形成水蒸气,再驱动汽轮机做功发电。塔式太阳能光热发电系统具有聚光比和工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点,非常适合于大规模、大容量商业化应用[2]。但塔式太阳能光热发电站占地面积, 较大,其中太阳能收集镜场面积就有2~10 km2。定日镜与吸热器的距离通常在100~1000 m之间,每台定日镜都需要RS-485总线电缆进行通信,一个50 MW塔式太阳能光热发电站需要约上百公里的RS-485总线电缆。我国太阳能光热发电站多分布于人烟稀少、日照时间长,光照充足的西北空旷地区。由于西北地区具有昼夜温差大、紫外线辐射强、土地盐碱性较大等特点,且镜场用电缆均为土壤挖沟直埋敷设(简称直埋敷设),镜场通信用的RS-485总线电缆除了电气性能满足要求外,还必须满足耐高温90 ℃、低温-40 ℃、抗紫外线、耐盐碱等环境要求。本工作根据塔式太阳能光热发电镜场通信用RS-485总线电缆的使用要求,着重介绍镜场通信用RS-485 2×0.35+0.35 mm2总线电缆的结构设计、材料选型和生产过程的控制、二次参数(特性阻抗和衰减)的测试原理和方法。1 主要技术性能要求镜场通信用RS-485 2×0.35+0.35 mm2总线电缆的主要技术指标见表1。对技术指标进行综合分析,电缆设计的重点为材料选型、电缆结构和电气性能指标的设计。表1镜场通信用RS-485 2×0.35+0.35 mm2总线电缆的主要技术指标