- 頭條國內外前沿技術——高壓直流電纜絕緣材料2020-02-26 作者：科普部 | 來源：中國電工技術學會 | 點擊率：導語國內高校、科研院所和企業聯合研發生產的小批量直流電纜用XLPE材料，可以滿足±320kV高壓直流電纜性能要求，并完成電纜試樣生產。與進口材料相比，國內XLPE的制造技術相對落后，主要存在材料流動性不穩定的問題，在電纜生產中易導致過濾器界面壓力上升，使連續擠出時間過短。
一、電纜絕緣材料國內外發展現狀對比
目前國際上直流電纜所用的 XLPE （交聯聚乙烯）材料主要是北歐化工推出的LE4253DC和LS4258DCE超凈XLPE電纜料，分別可以滿足±320kV 和±525kV 高壓直流電纜的絕緣材料性能要求，在世界范圍內得到了廣泛的應用。
國內高校、科研院所和企業聯合研發生產的小批量直流電纜用XLPE材料，可以滿足±320kV高壓直流電纜性能要求，并完成電纜試樣生產。與進口材料相比，國內XLPE的制造技術相對落后，主要存在材料流動性不穩定的問題，在電纜生產中易導致過濾器界面壓力上升，使連續擠出時間過短。
實現超高壓直流電纜的國產化，還需要注重聚合物絕緣材料的基礎研究，包括基礎樹脂、配方改進和超凈生產工藝等。
二、高壓直流電纜絕緣材料技術難點及未來研發方向
1、直流電纜絕緣料的空間電荷特性是制約直流電纜絕緣材料發展的重要因素。但目前研究偏重于高場強平板試樣下短時間內空間特性變化規律；未來應更加貼近實際，開發大厚度、適用于真型電纜的空間電荷測量系統；研究直流電纜料成纜后在實際工況較低場強（≤25kV/mm）下絕緣存在溫度梯度時空間電荷長時間演化特性，并突破暫態下，例如沖擊電壓時空間電荷測量的難題，研究暫態下直流電纜絕緣中空間電荷的變化特性。
2、電導率溫度特性是制約高壓直流電纜絕緣材料發展的關鍵核心因素。直流電纜的運行溫度與絕緣料的電導率溫度特性密切相關，未來應更加注重開發低電導率溫度系數的XLPE絕緣料，從而提高目前直流電纜的運行溫度，進一步提升直流電纜的輸送能力。同時應建立科學的電導率評價方法，以便能準確的評價電纜料在全工作溫度范圍內的電導率特性。
3、聚合物絕緣材料的老化機理和評估方法與空間電荷有密切關系。未來需要突破絕緣材料加速老化與長期運行老化之間的差異，建立更完善的聚合物絕緣材料評價體系和老化分析模型。
4、納米添加雖然是聚合物絕緣改性研究的熱點方法，但目前國際上納米摻雜的電纜料仍然不是主流，納米絕緣材料的長期運行特性、多性能協同調控方法以及大批量工業化仍有待進一步研究并實用化。
5、環境友好可重復利用的、90℃以上高運行溫度的非交聯電纜料是高壓直流電纜絕緣料未來的一個重要發展方向，需要更深入的研究，盡早開發新型的高運行溫度的非交聯直流電纜絕緣材料并實用化。
