温度梯度场下高压直流电缆绝缘与附件绝缘XLPE/SR双层介质空间电荷特性研究

摘要

直流电缆在运行过程中，直流电缆及附件组成的复合绝缘界面处易积聚空间电荷。电缆负载运行引起绝缘层形成内高外低的温度梯度，温度梯度的存在会影响双层介质空间电荷行为特性。为此，研究了电缆主绝缘交联聚乙烯(Cross-linked Polyethylene, XLPE)和附件应力锥绝缘硅橡胶(Silicone Rubber, SR)组成的双层介质平板试样在不同直流电场和不同温度梯度下的空间电荷特性，基于Maxwell-Wagner极化模型模拟了温度梯度下双层介质内部空间电荷和电场分布。结果表明：界面电荷极性与SR侧电极处的电荷极性相同，且随着温度梯度的增加，界面处积聚电荷增多，XLPE侧电荷增加，SR侧电荷减少，同时SR介质内部电场逐渐削弱，界面处电场畸变更加严重，双层介质内部电场强度最大值出现在XLPE下电极界面处；基于M-W极化模型可以有效表征温度梯度场下直流低电场作用的双层介质内部空间电荷特性。