直流电力电缆

直流电力电缆的结构与交流电缆相似，但其绝缘长期承受直流运行电压。直流电力电缆具有工作电场强度高、绝缘厚度薄、电缆外径小、重量轻、载流肘大、损耗小、没有交变磁场等优点。适用于长距离直流输电系统，尤其是跨越海峡的大长度输电线路。

简介在直流电缆中，金属护套和铠装上不会有感应电压。不存在护套损耗间题，直流电缆的护套结构主要考虑机械保护和防腐蚀，特别在直流海底电缆中，应采用铠装等加强防护结构，以避免外界机械力的损伤。迄今投入运行的直流电缆的最高电压为±800KV1。

离压直流电缆的种类根据绝缘介质的不同，直流高压电力电缆可分为黏性浸渍侧、充气型，充油型以及聚合物绝缘到电缆。黏性浸渍型直流电缆在负荷变化条件下的最大工作场强可达25kV/mm。因为不需要供油，尤其适用于长距离海底敷设。为了避免浸渍剂过分流动，这类电缆不适合大落差敷设运行。充气型直流电缆的介质，常选用高密度浸渍纸充一定压力的绝缘气体组成，有较高的介电强度。充油型直流电缆最大工作场强约为45kV/mm，具有较优越的技术性能。通过在挤塑绝缘中添加无机填料，消除聚合物绝缘材料中空电荷的影响，可制成交联聚乙烯绝缘的直流高压电力电缆。

直流电缆的电场分布特性1.交流电缆中电场应力分布是恒定的。几乎与温度无关。导体附近最高。外层屏蔽最低，取决于绝缘系统的介电系数。

2.在直流电缆中，闪绝缘电阻随温度而显著变化。故电场应力也会随之变化，电场应力分布取决于绝缘电阻和电荷分布。稳态下直流电缆的电场分布是山介质的电导率控制的。

在交流电场中，复合绝缘的电场分布决定于介电常数，材料中正负电荷的迁移无法跟上工频电场的快速变化，不会产生空间电荷;在直流电场中，电场按电阻率大小分布，形成空间电荷并影响电场分布;而在聚合物绝缘中，由于有大量的局部电子陷阱存在，空间电荷效应特别严重。在绝缘材料中添加填料、极性聚合物等可戏少空间电荷。交联聚乙烯电缆的绝缘部会随着运行时间延长而积累较多的空间电荷，不利电缆使用。空间电荷使电场强度E提高的倍数随着加压时间延长而增加。有试验表明，长时间加压后绝缘中E的理论值和测量值可增至初始值的7～9倍。为获得更高质量的挤包型高压直流电缆，其关键是消除绝缘材料中的空间电荷。可以通过偶极子定向极化的无机填料抑制空问电荷，或导电无机填料吸附载流子，降低空间电荷。实验表明：通过添加尢机填料，空间电荷的存在只使内电极处电场强度増加10%～40%，很好地消除了空间电荷的影响。

直流电缆的试验直流电缆的试验方法比交流电缆复杂得多，综合来讲，直流电缆，特别是海底电缆的型式试验大致包括下列各项目。

1.机械试验。机械试验是在特定的设备上进行，试验时把试样两端的导体、护层、加强层和铠装层接在一起，首先进行卷绕试验，试样长度至少能卷绕12圈，其中包括2只软接头。最小卷绕直径是根据制造时或故入电缆船时的最小卷绕直径来确定的，卷绕高度不大于工厂或电缆船使用电缆时的实际高度。试验时将电缆的一端固定，防止发生转动，共卷绕2次；再在特定的试验设备上进行3次张力弯曲试验，弯曲直径不大于电缆船上的导轮直径机械试验后用肉眼观察，不能有加强层断裂、绝缘纸撕裂、导体与铠装的水久伸长等现象的发生，然后再进行下述电气性能试验。

2.负荷循环及极性反转试验。在经过上述机械试验后的试样上，根据要求进行直流电缆的负荷循环及极性反转试验。试验终了，绝缘不发生击穿。

3.冲击电压试验。在经过负荷循环及极性反转试验的试样上，按照交流电缆的试验方法进行冲击电压试验。冲击电压的数值，一般为3倍工作电压左右，即3左右。

4.其他试验。除上述试验外，还有交流叠加在直流上进行的试验项目。

5.线路重要部位的敷设深度≥150m时，直流海底电缆还需要进行海洋现场试验1。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学