高压直流挤包绝缘海陆复合电缆温度场及空间电荷分析

作者：黄烜城; 封建宝; 吴木木; 闫志雨; 张洪亮; 雷志城

来源：绝缘材料, 2022, 55(02): 118-127.

DOI：10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2022.02.017

• 高压直流电缆
• 温度场
• 空间电荷
• 畸变电场

高压直流电缆运行过程中会在绝缘层内产生空间电荷，导致电场畸变，甚至绝缘击穿。为了研究电缆实际运行中空间电荷的影响，本研究利用有限元仿真获得了高压直流海陆复合电缆在额定电流、最大稳态电流和短时过载电流情况下的温度场。根据仿真结果，在空间电荷测试中分别设置10、20、40℃的温度差，分别模拟400 kV高压直流电缆在不同工作条件下的温度场。结果表明：在额定电流下XLPE绝缘层两侧温度差为8.1℃；最大稳态电流下XLPE绝缘层两侧温度差为18.7℃；短时过载1 h情况下，XLPE绝缘层两侧温度差为61.1℃；短时过载36 h情况下，XLPE绝缘层两侧温度差为41.1℃。实验结果显示温度梯度会使XLPE阳极低温侧产生异极性电荷积聚，使电场发生畸变。通过对畸变电场进行校正计算，发现最大电场畸变率随平均场强呈线性关系。随着温度梯度的增加，电场畸变率也在增大。在温度梯度40℃和外施场强50 kV/mm下，最大电场畸变率为1.68。

• 单位
  江苏方天电力技术有限公司