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高壓電纜在電壓極性反轉(zhuǎn)過程中的空間電荷行為研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2024-05-08 08:08 瀏覽次數(shù)：338

高壓電纜在電壓極性反轉(zhuǎn)過程中的空間電荷行為研究

于克銳¹，陳馳²，關(guān)雨新²，王闖²

(1 國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西西安 710082；

2 西安理工大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西西安 710054)

摘要：為探明同軸結(jié)構(gòu)交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜絕緣在外施電壓極性反轉(zhuǎn)過程中的空間電荷注入、遷移、抽出等動態(tài)演變規(guī)律，分析外施電壓極性反轉(zhuǎn)過程中空間電荷導(dǎo)致的反轉(zhuǎn)“滯后效應(yīng)”，并探究溫度梯度協(xié)同作用的影響規(guī)律，對 XLPE 電纜進(jìn)行了不同電場強(qiáng)度、溫度梯度場下，外施電壓快速極性反轉(zhuǎn)過程中的空間電荷研究，并基于異極性電荷注入、遷移理論，對極性反轉(zhuǎn)過程中電纜絕緣空間電荷的演變規(guī)律進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：XLPE 電纜在外施電壓快速反轉(zhuǎn)過程中，由于電纜絕緣內(nèi)部殘余電荷的影響，電纜兩側(cè)電極電荷峰表現(xiàn)出不平衡的反轉(zhuǎn)特性，導(dǎo)致電纜外半導(dǎo)電層電極的電荷峰出現(xiàn)了明顯的反轉(zhuǎn)“滯后效應(yīng)”。

關(guān)鍵詞： XLPE 電纜；空間電荷；極性反轉(zhuǎn)；異極性電荷；滯后效應(yīng)

中圖分類號：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)04-0054-06

Study on the Space Charge Behavior of High-Voltage Cables

During Voltage Polarity Reversal

YU Ke-rui¹, CHEN Chi², GUAN Yu-xin², WANG Chuang²

（1 State Grid Shaanxi Electric Power Company Limited, Xi’an 710082, China;

2 School of Electrical Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710054, China）

Abstract: In order to find out the dynamic evolution rules of space charge injection, migration and extraction in the process of polarization reversal of coaxial structure cross-linked polyethylene (XLPE) cable insulation under applied voltage, this paper analyzes the“hysteresis effect”of the inversion of space charge caused by the polarity reversal of the applied voltage, and explores the influence law of temperature gradient synergism. The space charge of XLPE cable in the process of rapid polarity reversal of applied voltage under different electric field strengths and temperature gradient fields was studied, and based on the theory of heteropolar charge injection and migration, the evolution law of cable insulation space charge in the process of polarity reversal is analyzed. The results show that during the XLPE cable rapid reversal of applied voltage process, the charge peaks of the electrodes on both sides of the cable show an unbalanced reversal characteristic due to the influence of the residual charge inside the cable insulation, which leads to the obvious reversal“hysteresis effect”of the charge peaks of the semi-conductive layer electrodes outside the cable.

Key words: XLPE cable; space charge; polarity reversal; heteropolar charge; hysteresis effect、

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