绝缘层厚度对高压直流电缆电场和温度场分布的影响

高压电缆电场和温度场分布是绝缘层厚度设计需要重点考虑的因素。该文建立了高压直流电缆电-热耦合仿真模型；测量并分析电缆绝缘层和半导电屏蔽层的电阻特性和导热特性随温度的变化规律；计算绝缘层厚度对电缆电场和温度场的影响规律,讨论了载流量和敷设方式对不同绝缘层厚度电缆温度场分布的影响。实验结果表明，随着温度的升高（25～90℃），XLPE电阻率下降2～3个数量级，半导电屏蔽层则由21.4Ω·cm增加至75.5Ω·cm；整体上，半导电屏蔽层导热系数约为绝缘层的两倍。将实验参数代入仿真模型，发现绝缘层厚度从20mm增加至35mm时，绝缘层内侧电场降低约34%，绝缘层内外温差增加约54%；随着载流量的增加，绝缘层温差由800A的3.5℃增加到2 400A的31.4℃；三种敷设方式散热效率由高至低依次为隧道敷设、直埋敷设和管道敷设。