高压直流电缆系统安全裕度试验研究

李栋，陈龙啸，朱智恩，邓天宇，王宇，王蓉荣

(南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司,江苏 南京 211106)

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高压直流电缆系统是实现大电网互联、远距离输电和新能源并网的关键电力装备[1—2]，具有输电线路损耗小、可控性好、环境影响小、投资成本低等优势，适用于长距离输电、可再生能源并网、非同步系统互联[3—5]。近年来我国高压直流输电技术快速发展，先后建成了南澳岛±160 kV、舟山±200 kV和厦门±320 kV柔性直流电缆输电工程[6—8]，正在建设江苏如东±400 kV柔性直流输电海上风电项目。目前国内制造商已经可以生产电压等级最高为±525 kV的高压直流电缆，标志着我国的制造技术已进入世界先进行列[9—10]。

掌握高压直流电缆系统的安全裕度是保证电缆线路长期安全运行的前提条件。然而在直流电缆系统通过型式试验和预鉴定试验后，无法评判产品本身的最高使用电压，也无法确定产品的可靠性[11—12]。一方面，直流电缆系统的主要技术规范只提供了试验方法，缺少高压直流电缆及附件产品的技术规范；另一方面，直流电缆系统的安全裕度评价标准和分析方法欠缺。有学者以绝缘试片来评估直流电缆系统的安全水平，钱恺羽等测试了不同温度和不同厚度下高压直流电缆绝缘击穿强度，揭示温度对交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)击穿场强厚度效应的影响机理[13]；刘云鹏等研究了冲击电压下绝缘试片击穿强度，阐述了XLPE的击穿原理[14]。但是以绝缘试片来评估直流电缆系统的安全水平，其评估方法的合理性和评估结果的准确性值得商榷。……