非线性屏障层对HVDC电缆电场分布的影响

• 作者: 李忠华 王磊 蒋晓娟 郭文敏
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 高压直流电缆 屏障层 电场分布 空间电荷 非线性 温度
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 大容量高压电缆输电和管道输电关键基础研究(973项目)专栏
• 页码范围: 2654-2663
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20180731024

摘要

电缆绝缘中的电场分布是决定高压直流电缆输电线路长期可靠运行的主要因素,非线性材料能够在电场不均匀的情况下自行均化电场的分布,对电树枝的生长和空间电荷的产生起到明显的抑制作用.为此,尝试将非线性材料作为屏障层置于电缆屏蔽层与绝缘层之间,并采用多物理场耦合软件建立仿真模型,分别在不同温度梯度下研究屏障层结构对高压直流(HVDC)电缆绝缘中暂态和稳态电场分布、空间电荷的影响.仿真结果发现:与无屏障层相比,添加非线性屏障层的电缆绝缘中稳态及暂态电场强度最大值均有所降低,即屏障层结构能够抑制绝缘中空间电荷的注入,改善电场分布;屏障层越厚,绝缘中空间电荷越少,电场强度最大值越小,但界面电荷会有所增加.从上述结果可以看出:屏障层可均化电缆绝缘中的电场分布,但同时会引起界面电荷的积聚.因此在开发具有非线性屏障层结构的HVDC电缆时,屏障层厚度的选择应综合考虑界面电荷积聚和电场分布,从而达到改善电缆绝缘性能的目的.