【精彩论文】挤包绝缘高压直流电缆制造与应用中的径向梯度效应

观点凝练

摘要：挤包绝缘高压直流电缆在直流输电工程中应用广泛，但制造与应用中的梯度效应显著影响其直流电气性能。以500 kV交联聚乙烯直流电缆为研究对象，首先，通过仿真计算理想均匀绝缘电缆中的场强分布；然后，计算交联和脱气过程中绝缘层的温度分布，并对电缆绝缘切片取样，测量不同径向位置绝缘的相态结构和直流电气性能；最后，根据实测电导率对电缆绝缘中场强分布进行仿真。结果显示：电缆绝缘在交联和脱气过程中存在温度梯度，绝缘的相态结构和直流电气性能在径向上分布不均匀，绝缘电导率在径向上的梯度分布导致电缆绝缘中场强均呈现出内低外高的分布规律，且最外侧绝缘的场强大于均匀绝缘中的最高场强。
结论：本文以500 kV XLPE直流电缆为研究对象，围绕挤包绝缘高压直流电缆中存在的梯度效应问题展开研究，得到如下结论。

（1）均匀绝缘电缆在空载条件下场强分布内高外低，满载条件下绝缘中出现温度梯度时，电场发生翻转，场强分布内低外高。

（2）电缆的绝缘层在交联和脱气过程中存在温度梯度，外侧绝缘升温和降温速度高于内侧绝缘，这导致电缆绝缘的交联度、结晶度和副产物含量在径向上存在不均匀分布的现象。

（3）电缆A绝缘的直流电导率总体上呈现出从内至外逐渐降低的规律；最内侧绝缘的空间电荷积聚现象最为明显；30 ℃下绝缘直流击穿场强从内至外逐渐升高，70 ℃下中间绝缘的击穿场强反而最高。

（4）电缆A绝缘电导率在径向上的梯度分布使得空载和满载条件下电缆绝缘中场强均呈现出内低外高的分布规律，而且最外侧绝缘的场强远大于均匀绝缘中的最高场强；脱气后的电缆A绝缘在满载条件下的电场不均匀程度下降。

引文信息

李飞, 钟力生, 李文鹏, 等. 挤包绝缘高压直流电缆制造与应用中的径向梯度效应[J]. 中国电力, 2021, 54(4): 63-71.LI Fei, ZHONG Lisheng, LI Wenpeng, et al. The radial gradient effect of hvdc extruded cables in manufacturing and application[J]. Electric Power, 2021, 54(4): 63-71.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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