高压绝缘材料 国内外前沿技术——高压直流电缆绝缘材料

工程师和技术人员的现场检查

一、国内外电缆绝缘材料发展现状对比

目前，世界上用于DC电缆的XLPE(交联聚乙烯)材料主要是北欧化工引进的LE4253DC和LS4258DCE超净XLPE电缆材料，分别能满足320kV和525kV高压电缆绝缘材料的性能要求，在世界范围内得到广泛应用。

国内高校、科研院所、企业联合研发生产的小批量DC电缆用交联聚乙烯材料，能够满足320千伏高压DC电缆的性能要求，并完成电缆样品的生产。与进口材料相比，我国交联聚乙烯的制造技术相对落后，主要存在材料流动性不稳定的问题，容易导致电缆生产中过滤器接口压力增加，连续挤出时间短。

要实现超高压DC电缆的国产化，必须重视聚合物绝缘材料的基础研究，包括基础树脂、配方改进和超清洁生产工艺。

二、DC高压电缆绝缘材料的技术难点及未来研发方向

1.DC电缆绝缘材料空之间的电荷特性是制约DC电缆绝缘材料发展的重要因素。然而，目前的研究主要集中在高场强平板样品下空短时间内的特性变化规律。今后要更贴近实际，开发一种适用于真实电缆的空大厚度电荷间测量系统。研究了DC电缆材料成缆后，在低场强(≤25kV/mm)实际工作条件下，绝缘存在温度梯度时空间电荷的长期演化特性，突破了冲击电压等瞬态条件下空间电荷测量的难题，研究了DC电缆绝缘中空间电荷在瞬态条件下的变化特性。

2.电导率的温度特性是制约高压DC电缆绝缘材料发展的关键因素。DC电缆的工作温度与绝缘材料的导电温度特性密切相关。今后应重视开发低导电温度系数的交联聚乙烯绝缘材料，以提高DC电缆的工作温度，进一步提高DC电缆的传输能力。同时，应建立科学的电导率评价方法，准确评价电缆材料在整个工作温度范围内的电导率特性。

3.聚合物绝缘材料的老化机理和评价方法与空之间的电荷密切相关。未来需要突破保温材料加速老化和长期老化的差异，建立更加完善的聚合物保温材料评价体系和老化分析模型。

4.虽然纳米添加是聚合物绝缘改性的热门研究方法，但目前纳米掺杂电缆材料仍不是世界主流，纳米绝缘材料的长期运行特性、多性能协调控制方法和大规模产业化仍需进一步研究和实践。

5.环境友好、可重复使用的高工作温度90℃以上的非交联电缆材料是未来DC高压电缆绝缘材料的重要发展方向，需要更深入的研究来开发新的高工作温度非交联DC电缆绝缘材料并尽快投入实际使用。