10 kV交流XLPE电缆熔接头的直流电场仿真分析

王启隆， 王国海， 王方舒， 黄 韵， 韩 哲， 陈向荣

(1. 浙江大学电气工程学院浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室， 浙江 杭州 310027； 2. 浙江万马高分子材料集团有限公司， 浙江 杭州 311305； 3. 宁波东方电缆股份有限公司， 浙江 宁波 315800)

1 引言

随着新能源直流电源和城市直流负荷的大量接入，对于现有的交流配电网，其逐渐无法满足新的直流输电和配电要求[1,2]。与交流配电网相比，直流配电网具有输送容量大、线路损耗小、供电距离长、线路成本低等优势，然而在大型城市中土地资源十分紧张，难以建设新的直流线路。随着电力电子技术的快速发展，可以将交流配电网改造为直流配电网，即利用现有的交流电缆线路输送直流电，对直流配电网的实现意义重大[3-5]。

电缆中间接头是延长电缆线路的重要附件。国内的中间接头一般采用冷缩式、热缩式和预制式，三种接头均是采用屏蔽管或应力锥来控制电场，引入大量的复合绝缘界面，界面的电气参数匹配性差，容易造成界面电荷积累。此外，机械应力形成的绝缘界面防水性能较差，容易造成界面放电，这不仅是电缆故障发生的重要原因，也是接头局部放电测量的研究重点[6]。由文献[7]可知，当10 kV交流电缆的冷缩式中间接头改为直流运行后，高压屏蔽管周围的场强较大，容易发生空间电荷积累；并且由于电缆本体XLPE绝缘和接头硅橡胶绝缘的直流电导率和介电常数不匹配，两者交界面处也容易积累界面电荷，从而造成界面电场的畸变。……