±160 kV直流XLPE海底電纜載流特性仿真及試驗

劉云鵬，許自強，陳錚錚，劉賀晨

(1. 華北電力大學 河北省輸變電設備安全防御重點實驗室，河北 保定 071003；2. 華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室，北京 102206；3. 中國電力科學研究院，湖北 武漢 430074)

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隨著海上風力發電技術的發展和電網國際化進程的加快，遠距離跨海域聯網工程得到了更為廣泛的關注和重視。海底電力電纜作為其中的關鍵組成部分，承擔著電能傳輸的重要任務[1-3]。

考慮到交流輸電技術本身存在著一些無法克服的固有缺陷，尤其是遠距離交流輸電系統受到同步運行穩定性的限制，因此，柔性直流輸電技術在近年來獲得了快速發展。目前，以交聯聚乙烯XLPE(Cross Linked Polyethylene)為主絕緣材料的橡塑電纜已廣泛應用于多個電壓等級的柔性直流輸電工程中[4-8]。但就總體情況而言，我國XLPE絕緣直流海底電纜仍在維持著運行數目少、運行時間短、運行維護經驗匱乏的現狀。

載流量是海底電纜運行中的重要參數，指的是在滿足線芯工作溫度不超過絕緣系統耐熱壽命允許值和導體連接可靠性符合要求的前提下，電纜線路運行時線芯導體中通過的電流量。當線芯電流過大、產生的熱量過高時，將導致線芯工作溫度超過允許限值，絕緣材料老化速度加快，電纜的壽命相比期望值將會大幅縮短；當線芯電流過小時，雖然產生的熱量減少，但是將造成電纜的傳輸能力得不到充分的利用，從而降低線路運行的經濟性。目前國內該領域的多數研究都是圍繞交流電纜載流量[9-12]，而針對直流電纜載流特性的研究成果仍然比較少，文獻[13-14]雖然針對直流電纜穩態載流量的解析計算方法和有限元仿真計算方法進行了一定的研究，但缺少相關的試驗驗證。……