塑膠擠出絕緣直流電纜是一種用於高壓直流電系能中的電力電纜。直流電纜除了運行的電氣特性與交流的不同，其結構和交流電基本相同。
基本介紹
- 中文名：塑膠擠出絕緣直流電纜
- 外文名：Plastic extruded insulated dc cable
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
- 範圍：能源
- 釋義：用於高壓直流電系能中的電力電纜
簡介,簡史,直流輸電系統,交流電纜,直流電的特點,
簡介
塑膠擠出絕緣直流電纜是一種用於高壓直流電系能中的電力電纜。直流電纜除了運行的電氣特性與交流的不同，其結構和交流電基本相同。
簡史
1880年，美國T．A．愛迪生在細約城用繞包麻帶的銅棒穿在鑄鐵管中瓷注瀝青後作為配電照明用，是最早的直流電纜。
1906年，法國建成連線程捷（ Moutier）電廠至里昂（Lyon）鐵路總站的HVDC輸電線路，起始電壓等級57.6kV（後升至125kV），總長180km，大部分果用架空線，在里品市區採用了一對4km長粘性油浸紙絕綠（M1）地下電纜，這根電被認為是首條商業運行的高壓直流電。
1973年日本製成±500kV直流充油電纜。
從20世紀90年代開始，作為直流輸電系統中的關鍵元件——塑膠擠出絕緣直流電技術在歐洲和日本得到了廣泛的研究和發展。
早在20世紀60年代，交聯聚乙烯就已被用作高壓交流電絕緣，200kV聚乙烯直流電現也投入試驗，但由於在直流電場下其內部空間電荷的聚集效應，一直無法直接套用於高壓直流電纜。
20世紀90年代，日本研究人員發現添加納米材料能有效抑制交聯聚乙烯（XLPE）中的空間電荷累積，利用該納米複合材料研製出250kV直流電纜，並參照1970年提出的直流XLPE絕緣電纜長期老化試驗方法和 CIGRE推薦的適用於充油電纜的試驗方法通過了型式和預鑑定試驗。同樣技術製造的500kV直流電纜也通過了型式試驗。
1998年，北歐化工公司（ Borealis）基於化學改性方法研製出高壓直流電纜用XLPE絕緣材料，自此擠出絕緣高壓直流電纜的套用逐漸增多。已運行和在建的交聯聚乙烯絕緣高壓直流電纜線路總長度超過3000km，運行電壓最高達到±320kV（德國 Delwin）。
2013年12月，中國廣東油頭南澳±160kV/200MW三端柔性直流輸電示範工程正式投運，同時採用擠出絕緣的直流高壓電纜線路約40km。舟山±200kV的擠出絕緣高壓直流電纜線路正在建設中。
直流輸電系統
直流輸電系統通常是正，負雙極運行，為提高可靠性，直流電一般為單芯電纜。因為直流電的導體沒有集膚效應和鄰近效應。即使輸送很大電流，也不必採用複雜的分割導體結構。直流電的絕緣可以和油浸紙絕緣電纜，擠包絕緣電纜，自容式充油電纜，充氣電纜的絕緣相同，而鎧裝層因不受導體電流的影響，不需考慮鎧裝層的損耗和降低鎧裝層電阻率的措施。
交流電纜
交流電纜的最大場強總是在導體表面緊靠絕綠層處，面直流電的電場強度是按絕緣的電阻係數成正比分配的，絕緣的電阻係數是隨溫度面變化的，即絕緣層中的最大電場強度不僅與外加電壓有關，面且與負載有關。當無負載時，最大電場強度在電導體的表面。當負載增大時，因靠近導體處溫度較高絕綠電阻係數降低，則導體表面的電場強度減少，而絕緣表面的電場強度逐漸增加。因此直流電允許的最大負載不應使絕緣表面的電場強度超過其允許值，即不僅要考慮電的最高工作溫度，面且還要考慮絕緣層的溫度分布。
直流電的特點
直流電的特點是絕綠必能承受快速的極性轉換。在帶負荷的情況下極性轉換會引起絕緣內電場強度的增加，通常增加50%一70%。如果採用電壓源直流輸電技術，直流電可免承受電壓極性轉造成的電場強度增加。
