目前，高壓直流輸電所使用的高壓直流電纜主要分為兩種，一種為塑料絕緣電纜，另一種為油紙絕緣電纜。相比較于油紙絕緣電纜，塑料絕緣電纜因具有制備工藝簡單，成本較低，優(yōu)良的節(jié)點以及機械性能等特點，使其在輸配電系統(tǒng)中正逐漸取代油紙絕緣電纜。

高壓直流交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜是目前使用廣泛的塑料絕緣電纜，其占目前正在安裝的高壓直流電纜容量的80%~909%.因交聯(lián)聚乙烯具有優(yōu)異的絕緣和介電性能，且易于加工，這使其被廣泛的應用于塑料絕緣電纜的絕緣層中，這種以XLPE為絕緣層主要材料的電纜通常稱之為高壓直流XLPE電纜。

從高壓直流電纜的主要結構示意圖中可以看出該同軸電纜由內到外依次是導電線芯內、內半導電層、絕緣層、外殼、外半導電層、金屬防護層、外殼。

高壓直流電纜各組成部分的主要功能:

1.導電線芯

幾乎所有導電線芯都是由銅或鋁制成。銅的優(yōu)點是易導電，所以在相同情況下銅導線載流量更大。因此，銅導線具有直徑小的優(yōu)勢。鋁的導電性雖然比銅低，但其價格較低，制造成本小。此外，雖然鋁導線用料大(直徑大)，但其密度小質量輕。

2.半導電層(半導電屏蔽層)

對于高壓直流電纜而言，絞合而成的導電線芯與絕緣層之間存在空隙，此外導電線芯表面有很多小突起導致電場集中，電場集中就會引發(fā)導電線芯和絕緣層，間的局部放電現(xiàn)象以及絕緣層的損耗，導致絕緣層絕緣強度的下降。同樣，絕緣層和金屬屏蔽層之間也不可避免的存在間隙，從而導致局部放電現(xiàn)象。所以，為了降低損耗和防止局部放電現(xiàn)象，導體和絕緣層之間應加入一層半導電屏蔽層，即內半導電屏蔽層。而絕緣層和金屬屏蘞層之間也加入一-層半導電屏蔽層，即外半導電屏蔽層。半導電屏蔽層在這里可以起到均勻電場的作用，而半導電屏蔽料則是生產(chǎn)半導電屏蔽層的初始原料。本文第三章著重研究了一種改性的內半導電屏蔽層的制備及性能。

3.絕緣層

絕緣層是包覆在電纜金屬導線與內半導體層外圍四周起電氣絕緣作用的材料。它能夠保證導線所傳輸電流正常行進而造成較小電力損失，并且確保周圍物體及人身的安全。

通常高壓直流電纜中對絕緣層的純凈度要求極高，極少的雜質都會導致其在輸配電過程中產(chǎn)生放電、擊穿等現(xiàn)象，從而導致絕緣失效。上面已經(jīng)提到，XLPE因具有易加工、絕緣性良好等特點而被作為制備絕緣層的主要材料。

4.金屬防護層

多年來，鉛或鉛合金是用于金屬防護層的主要材料，主要是因為它大約200℃的低熔點適合聚合物電纜。而鉛的主要缺點則是密度較高(11.400kg/m3)且其作為重金屬可能造成環(huán)境污染。金屬防護層的作用除了可以防水氣也可以防腐蝕，更使得電纜能夠接地使用。一般制作成圓簡包裹住里面的導體、半導電層和絕緣層。正常運作時通過電容電流，系統(tǒng)短路時，作為短路電流的通道。此外，金屬防護層還具有屏蔽電場的作用。

5.外殼

外殼主要是為了避免電纜外部受到的損害，同時也可防腐蝕。各項優(yōu)異的性能使聚乙烯成為外殼主要成分的。

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