一、高壓直流電纜用途與優(yōu)勢

　　相比于交流輸電系統(tǒng)，直流輸電系統(tǒng)具有輸送容量大、輸送距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，且直流輸電系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)快速靈活、大范圍的連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)較低，系統(tǒng)運(yùn)行較為可靠。高壓直流電纜作為直流輸電系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電并網(wǎng)、海島供電及跨海長距離輸電。研究表明，在輸電距離大于40km的電纜工程中，高壓直流電纜具有成本優(yōu)勢，且距離越長優(yōu)勢越明顯。作為直流輸電中的關(guān)鍵設(shè)備之一，高壓直流電纜能否安全運(yùn)行對(duì)于高壓輸電網(wǎng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

　　直流電纜分為繞包絕緣電纜和擠壓絕緣電纜。擠壓型直流電纜目前主要采用聚乙烯作為絕緣介質(zhì)。聚乙烯電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)堅(jiān)固而簡單，生產(chǎn)安裝方便，在近期受到了廣泛的關(guān)注。目前擠壓直流電纜所有指標(biāo)均優(yōu)于膠浸實(shí)心電纜。

　　二、直流電纜相比于交流電纜性能更為復(fù)雜

　　交流電纜的絕緣層主要承受工頻交流電壓，其電場分布與介電系數(shù)呈反比分布。一般情況下可認(rèn)為絕緣材料的介電常數(shù)幾乎不受溫度的影響，因此電纜絕緣層中的電場分布和溫度分布幾乎無關(guān)。而直流電纜的絕緣層主要承受直流電壓，其電場分布與體積電阻率呈正比分布。由于聚合物絕緣材料的電阻率對(duì)溫度變化非常敏感，一般情況下電阻率隨溫度的增加而呈指數(shù)減小，因此在擠壓型直流電纜正常工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)電場反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即電場強(qiáng)度最大的地方出現(xiàn)在絕緣層外表面處。其次，交流電纜在運(yùn)行時(shí)由于絕緣層兩端的電壓極性不斷發(fā)生改變，因此并不會(huì)出現(xiàn)空間電荷的積累問題。而直流電纜在運(yùn)行時(shí)由于電壓極性不變，因此可能存在空間電荷的積累，而空間電荷積累與直流電纜出現(xiàn)故障有著密切的關(guān)系。電纜絕緣層中的空間電荷積累會(huì)造成介質(zhì)內(nèi)局部電場的畸變，進(jìn)而引起局部放電和介質(zhì)擊穿，特別在強(qiáng)電場作用下空間電荷的積聚會(huì)加速聚合物電介質(zhì)的老化過程。

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