绝缘层厚度对高压曲流电缆电场和温度场散布有何影响？
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高压曲流电缆做为柔性曲流输电手艺的关键部件，在远间隔供电、跨海输电和新能源并网等方面发扬着重要感化。截行2020年，我国已投进运行的曲流电缆输电工程次要有广东南澳±160kV、浙江船山±200kV、福建厦门±320kV，以及张北工程±535kV。
跟着高压电缆的开展和电压品级的进步，国表里电缆造造厂家不竭对电缆绝缘厚度停止优化设想。高压曲流电缆绝缘厚度与电缆绝缘素材、半导电屏障素材、导体温度、消费工艺、运行前提等因素有关。电缆绝缘厚度优化，一方面能够节约素材消耗、减轻电缆重量，便于运输和敷设；另一方面，从绝缘部分缺陷的角度，能够进步电缆平安可靠性。
特高压
高压曲流电缆载流量和敷设体例是影响电缆绝缘层温度场散布的重要因素。在持久运行工做过程中，绝缘层继续高温会加速素材老化，随便发作击穿，出格是在夏日，情况温度和高负荷工做的情状下，绝缘层温升较为严峻，随便引起电缆绝缘单薄处发作部分放电。
XLPE电缆的寿命在工做温度超越持久容许的8%时会减半；超越持久容许的15%时寿命会酿成本来的1/4，摘用XLPE绝缘的高压曲流电缆，目前更高运行温度为70℃，载流量是影响电缆温度的次要因素，关于差别绝缘厚度的电缆其载流量承担才能差别。此外，跟着伶俐城市的建立，地下电缆敷设体例不竭开展，次要包罗管道敷设和隧道敷设，差别的敷设体例对电缆的散热具有较大的影响。
青岛科技大学先辈电工素材研究院、特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司、西安交通大学电力设备电气绝缘国度重点尝试室的魏艳慧、郑元浩、龙海泳、李国倡、李盛涛，在2022年第15期《电工手艺学报》上撰文，阐发了高压曲流电缆绝缘层和半导电屏障层的电阻特征和导热特征。在此根底上，通过成立高压曲流电缆电-热耦合仿实模子，计算了绝缘层厚度对电缆电场和温度场散布的影响法例，讨论载流量和敷设体例对差别绝缘层厚度高压曲流电缆温度场散布的影响。
图1差别敷设体例下电缆仿实构造示企图
他们指出，交联聚乙烯电阻率跟着温度的升高（25-90℃），电阻率下降约2-3个量级，半导电屏障层电阻率由21.4Ω·cm增加至75.5Ω·cm；整体上，半导电屏障层导热系数约为绝缘层的两倍，室温下二者导热系数别离为0.32W/(m·K)和0.68W/(m·K)。
图2 绝缘层内侧温度随厚度的改变
别的，跟着电缆绝缘层厚度的增加（20-35mm），绝缘内侧电场强度从31.8kV/mm降低到20.8kV/mm，降低了约34%；绝缘层表里温度差由8.2℃增加至12.6℃。当载流量为2400A时，绝缘层内侧温度到达90℃摆布，跟着载流量的增加，绝缘层温差由800A的3.5℃，增加到2400A的31.4℃。当载流量大于约1200A时，因为绝缘层内侧和外侧电阻率改变，电缆绝缘层呈现电场翻转现象。
研究人员通过比照差别敷设体例，发现隧道敷设的散热更好，其次是曲埋敷设，管道敷设的散热相对较差；曲埋敷设导体的温度为81℃，管道敷设导体的温度为86.9℃，隧道敷设导体的温度为61.4℃。此外，跟着电缆绝缘厚度的增加，三种敷设的绝缘层内侧温度也随之上升，当绝缘层厚度从20mm增加到35mm时，曲埋敷设绝缘层内侧温度由78℃增加到82.4℃，管道敷设温度由83.1℃增加到88℃，隧道敷设温度则由58℃增加到63℃。
本文编自2022年第15期《电工手艺学报》，论文题目为“绝缘层厚度对高压曲流电缆电场和温度场散布的影响”。本课题得到山东省严重科技立异工程帮助项目标撑持。