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直流電力電纜

文章出處：責任編輯：發布時間：2021-03-01 13:37:17 點擊數：- 【大 中 小】

直流電力電纜的結構與交流電纜相似，但其絕緣長期承受直流運行電壓。直流電力電纜具有工作電場強度高、絕緣厚度薄、電纜外徑小、重量輕、載流肘大、損耗小、沒有交變磁場等優點。適用于長距離直流輸電系統，尤其是跨越海峽的大長度輸電線路。
在直流電纜中，金屬護套和鎧裝上不會有感應電壓。不存在護套損耗間題，直流電纜的護套結構主要考慮機械保護和防腐蝕，特別在直流海底電纜中，應采用鎧裝等加強防護結構，以避免外界機械力的損傷。迄今投入運行的直流電纜的最高電壓為±800KV 。
離壓直流電纜的種類
根據絕緣介質的不同，直流高壓電力電纜可分為黏性浸漬側、充氣型，充油型以及聚合物絕緣到電纜。黏性浸漬型直流電纜在負荷變化條件下的最大工作場強可達25kV/mm。因為不需要供油，尤其適用于長距離海底敷設。為了避免浸漬劑過分流動，這類電纜不適合大落差敷設運行。充氣型直流電纜的介質，常選用高密度浸漬紙充一定壓力的絕緣氣體組成，有較高的介電強度。充油型直流電纜最大工作場強約為45kV/mm，具有較優越的技術性能。通過在擠塑絕緣中添加無機填料，消除聚合物絕緣材料中空電荷的影響，可制成交聯聚乙烯絕緣的直流高壓電力電纜。
直流電纜的電場分布特性
1.交流電纜中電場應力分布是恒定的。幾乎與溫度無關。導體附近最高。外層屏蔽最低，取決于絕緣系統的介電系數。
2.在直流電纜中，閃絕緣電阻隨溫度而顯著變化。故電場應力也會隨之變化，電場應力分布取決于絕緣電阻和電荷分布。穩態下直流電纜的電場分布是山介質的電導率控制的。
在交流電場中，復合絕緣的電場分布決定于介電常數，材料中正負電荷的遷移無法跟上工頻電場的快速變化，不會產生空間電荷;在直流電場中，電場按電阻率大小分布，形成空間電荷并影響電場分布;而在聚合物絕緣中，由于有大量的局部電子陷阱存在，空間電荷效應特別嚴重。在絕緣材料中添加填料、極性聚合物等可戲少空間電荷。交聯聚乙烯電纜的絕緣部會隨著運行時間延長而積累較多的空間電荷，不利電纜使用。空間電荷使電場強度E提高的倍數隨著加壓時間延長而增加。有試驗表明，長時間加壓后絕緣中E的理論值和測量值可增至初始值的7～9倍。為獲得更高質量的擠包型高壓直流電纜，其關鍵是消除絕緣材料中的空間電荷。可以通過偶極子定向極化的無機填料抑制空問電荷，或導電無機填料吸附載流子，降低空間電荷。實驗表明：通過添加尢機填料，空間電荷的存在只使內電極處電場強度増加10%～40%，很好地消除了空間電荷的影響。

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