光伏系统直流干线电缆的特性及选型设计(2)

3.交联聚乙烯绝缘的电缆在交流电缆中已经广泛使用，它具有非常优良的介质性能和物理性能，性价比非常高，但作为直流电缆，其有一个很难解决的空间电荷问题，这点在高压直流电缆中备受重视。聚合物作直流电缆绝缘时，绝缘层中有大量的局部陷阱，造成绝缘内部空间电荷集聚，空间电荷对绝缘材料的影响，主要体现在电场畸变效应和非电场畸变效应两个方面，这两种影响对绝缘材料的危害很大。

所谓空间电荷，是指宏观物质的一个结构单元中超过电中性的那部分电荷，在固体中，正或负空间电荷被束缚于某种局域能级而以束缚极化子态的形式提供极化效应。所谓空间电荷极化，就是当在电介质中含有自由离子时，由于离子移动，在正电极一侧的界面上积累负离子，在负电极一侧的界面上积累正离子过程。在交流电场中，材料正负电荷的迁移无法跟上工频电场的快速变化，因此不会产生空间电荷效应；而直流电场中，电场按电阻率大小分布，将形成空间电荷并影响电场分布，聚乙烯绝缘中有大量的局部态，空间电荷效应特别严重。交联聚乙烯绝缘层是化学交联而成，是整体型交联结构，属于非极性高聚物，从电缆整个结构上看，电缆本身就像一个较大的电容器，直流输电停止后，相当于已将一个电容器充电完成，虽然导体线芯有接地处理，但是，没能有效进行放电，大量的直流电能仍然存在于电缆中，也就是所谓的空间电荷，这些空间电荷不会像交流电力电缆那样随介质损耗而消耗掉，而是在电缆缺陷处富集；交联聚乙烯绝缘电缆，随着使用时间的延长或频繁断停以及电流强弱变化而聚集越来越多的空间电荷，加快绝缘层老化速度，从而影响使用寿命。所以，直流干线电缆的绝缘性能和交流电缆差别还是很大。