基于新型测量设备和恢复算法的直流电场 下同轴电缆空间电荷研究

直流电场下电缆绝缘内部的空间电荷积聚现象严重影响系统长期运行可靠性;电缆运行中内导体由于感应电流的焦耳效应而发热,在绝缘层形成温度梯度效应,导致介质密度不均匀;电缆的同轴结构也会造成测量波形的畸变.这些现象均会对直流电场下同轴电缆的空间电荷特性研究造成一定的影响.为此,在国内外同轴电缆空间电荷测量研究现状的基础上,基于前期研制的适用于温度梯度下同轴电缆空间电荷测量设备和空间电荷测量波形恢复算法,对10 kV交联聚乙烯(XLPE)同轴电缆的空间电荷特性进行了研究.测量并恢复了不同直流电压、温度梯度条件下10 kV同轴电缆的空间电荷波形,分析了XLPE同轴电缆在直流电场下电荷的注入、迁移、积聚特性与电场强度和温度的关系.研究结果表明:直流电压作用下XLPE电缆两侧电极均出现异极性电荷积聚情况,外半导电层侧积聚的异极性电荷量大于内导体电极侧;温度梯度下,外半导电层侧积聚的异极性电荷量增加,而内导体电极附近积聚的异极性电荷量会减少.