高压直流陆缆及海缆用大截面型线导体纵向阻水方式研究及验证

为了确定最优的阻水填充材料和阻水方式,以开发高压直流陆缆及海缆用大截面纵向阻水型线导体,分别对选用的半导电阻水带和阻水胶进行阻水效果测试,并模拟电缆生产过程中导体受热情况进行了250℃下的热重性能测试(TGA),最后分别在2 MPa水压下作用10 d时间及1 m水柱下进行10次热循环的测试条件下对填充阻水带和阻水胶的3 000 mm2型线导体绝缘线芯开展纵向透水试验。阻水效果测试表明,阻水带膨胀速率和膨胀高度分别为11.5 mm/1 min及15.5 mm/5 min,均满足JB/T 10259—2014的要求;固化阻水胶在不同水压下浸泡一周后形态仍保持稳定。热重性能测试(TGA)结果显示:阻水胶和阻水带在测试条件下均未出现明显的重量损失,热稳定性能均满足电缆的生产需要。纵向透水试验结果表明:阻水带型导体在2 MPa水压作用下10 d时间的测试条件下透水距离为7.2 m,在1 m水柱下进行10次热循环的测试条件下透水距离为0.9 m,而阻水胶型导体在上述2种条件下均发生了全部长度的透水。通过检查样品发现:阻水胶型导体各层单丝外表面虽然附着了阻水胶,但是同样可见较多水珠,最可能的原因为单丝绞合时阻水胶的填充工艺不完善,从而造成阻水胶型导体内存在供水分沿纵向渗透的通道。阻水带型导体铜单丝缝隙中有大量膨胀后的阻水颗粒分布,阻止了水分纵向渗透,因此可以满足高压直流陆缆及200 m及以下水深直流海缆工程的使用需要。

中国首根±525 kV XLPE绝缘直流电缆的设计与试验验证

介绍了中国首根±525 kV交联聚乙烯绝缘直流电缆的研制与试验情况。采用阻水带作为填充材料设计了3 000 mm^2型线阻水铜导体,通过计算导体填充系数可达95.5%,纵向透水试验结果表明,该导体在2 MPa水压作用下10 d后的透水距离为7.2 m,在1 m水柱作用下经受10次热循环后的透水距离为0.9 m。该直流电缆选用铜丝绞合作为金属屏蔽层,在铜丝内同时植入两根光纤单元,满足光纤通信和在线测温的要求;铝塑复合带与聚乙烯护套构成综合防水层,电缆整体外径比同规格皱纹铝套结构减小10%。为了验证±525 kV直流电缆的电气性能,进行了交流525 kV下的耐压和局部放电试验,并送国家电线电缆质量监督检验中心参照CIGRE TB496—2012和GB/T 31489.1—2015进行全性能型式试验,如复合循环、直流耐压、叠加冲击等并全部通过,负荷循环试验过程中导体最高温度大于70℃、绝缘层最大温差大于30℃。