直流電纜簡介

直流電纜簡介

直流電（diàn）纜，是用於直流輸配電係統中的電力電纜。直流電纜除了運行的電氣特性與交流的不同，其結構和交流電纜基本相同。直流電纜主要用在長距（jù）離的海底電纜線路。

直流電力（lì）電纜的結構與交流電纜相似，但其絕緣長期承受直流（liú）運行電壓。適用於長距（jù）離直流輸電係統，尤其是跨越（yuè）海峽的（de）大長（zhǎng）度輸電線路。

在（zài）直（zhí）流電纜中，金屬護套和鎧（kǎi）裝上不會有感應電壓。不存在護套損耗間（jiān）題，直流電纜的護套結構主要考慮機械保護和防腐蝕，特別在直流海底電（diàn）纜中，應采用鎧裝等加強防護結構，以避免外（wài）界機械力的損傷（shāng）。迄今投入（rù）運（yùn）行的直流電纜的最高電壓為±800KV。

優點

直流電力電纜具有工作電（diàn）場強度（dù）高、絕緣厚度薄、電纜外（wài）徑小、重量輕、載流肘（zhǒu）大、損耗小、沒有交（jiāo）變磁（cí）場等優（yōu）點。

結構

導電線芯

導電線芯材（cái）料一般采用銅（tóng）線，其截麵按額定電流（liú）、容許壓降、短路容量等因素選定。在選擇（zé）芯（xīn）線結（jié）構時，應著重考慮發生故障後的海水滲透問（wèn）題，一般可采用壓聚、焊（hàn）接、塗水密封材料等（děng）堵水措施。

絕緣層

直（zhí）流電纜的絕緣層厚度應同時滿足四方麵要求（qiú）：①對於額（é）定直流電壓（yā），無負荷時導體表麵處的場強應在允許值以下；②對於額定（dìng）直流電壓（yā），滿負荷時外層包皮處的（de）場強應（yīng）在允許值以下；③能耐（nài）受衝擊試（shì）驗（yàn）電壓；④在額定電流下，導體（tǐ）的溫度（dù）應在允許值以下。一般可先假定幾種絕緣厚度進行計算，然後選定最合適的絕緣層厚度。

外護層

直流（liú）電纜由於在金屬護套和鎧裝上不會有感應電壓，所以不（bú）存在（zài）護套損耗的問題。護層的結構主要是考慮機械的保護和防止腐蝕，特別是對於海底電纜（lǎn）。

(1)金屬護套。為了保證（zhèng）金屬護套的可靠性和柔（róu）軟性，迄（qì）今直（zhí）流電纜都采（cǎi）用鉛護套，鉛護套的厚（hòu）度（dù）一般為2.5~3.0mm，對內壓型充（chōng）油或充氣電纜，還必須和所采用的壓力相應（yīng），增設（shè）有幾層金屬帶製成（chéng）的加強層。

(2)防蝕層。海底電纜在（zài）正常運行時，由於漏電流和以海水做回路的電（diàn）流作用，金屬護（hù）套和（hé）加（jiā）強層都將受到電解腐蝕作用。通常隻要加一層由塑料（liào）製成（chéng）的（de）護（hù）套，即可防（fáng）止電蝕（shí）。但一旦塑料防蝕層受損，就將出現局部性的急速腐蝕（shí）。所以，有些電纜用浸瀝青絕緣膠的紙帶（dài）組成輕防蝕（shí）層，或在幾層橡膠帶之間塗上瀝青絕緣膠。近年來，大多采用擠壓幾層聚（jù）乙烯或氯丁橡膠作為防蝕層，是因為聚乙烯或橡（xiàng）膠（jiāo）的彈性模數較大，能夠部分地吸收作用在鉛包上的機械（xiè）應力，並使應力分布得更為合理。同時（shí），它防水性能（néng）好，與鉛（qiān）包一起組成了（le）雙重（chóng）防水密封（fēng）。而且它的絕緣性能也較好，適合於承受金屬護套的暫態（tài）過電壓。

(3)鎧裝。為了防止外來機（jī）械損傷，根據具（jù）體情（qíng）況可在防蝕層外麵（miàn）加鋼帶或鋼絲鎧裝。海底電纜一般都采用鋼絲鎧裝。海底電纜在敷設或打撈時，由於電纜的自重，使電纜受到很大的機械（xiè）應力，同時在複雜的海（hǎi）洋環境（jìng）中，電纜（lǎn）會受到海水、海洋生物（wù）等的（de）侵蝕。

種類

由於世（shì）界上早期的供電是以直流（liú）為基（jī）礎的（de），所以早在20世紀初期，直流電纜就已有所采用。但是後（hòu）來，隨著（zhe）交流輸電技術的（de）飛速發展，交流電纜得到（dào）了廣泛（fàn）的應用。直流電纜在發展中吸取了交流電纜的成熟經驗，所以在結構上與交流電纜有很多相似之處。目前實際使用的（de）高壓（yā）直流電（diàn）纜有以下幾種類型。

油浸紙實心電纜

這種直流電纜采用得（dé）最早，也采用（yòng）得最多，這種電纜結構簡單，製造及維護方便，價格低（dī）廉，但其工作（zuò）電場強度隻（zhī）能達25kV/mm左右（yòu）。這一限製（zhì）決定了這種電纜的電壓隻能製造到250~300kV。果特蘭島、英一法海峽、撒丁島、溫哥華（huá）島、康梯一斯堪等工程均采用了（le）這種電纜。它適合（hé）於做長距離海底敷設，因（yīn）為它不需要供油，而且海水的良好（hǎo）冷卻作用能避免浸漬劑的流（liú）失。這（zhè）種電纜不宜做（zuò）大落差敷設，因為在這（zhè）種條件下（xià）運行，電纜會出現（xiàn）浸漬劑向下部（bù）移動，促使高處（chù）絕緣幹（gàn）枯，絕緣強度降低。

充（chōng）油（yóu）電纜

當（dāng）額定電壓超過250kV時，大多采用充（chōng）油電纜。它（tā）在（zài）陸地上采用（yòng）時，具有（yǒu）比其他類型電纜都優越的技術（shù）性能。近年來，由於解決了長距離供油的技術問題，所以它也可用作（zuò）海底電纜。在國外（wài），這種充油電纜已用於金斯諾思、康梯一（yī）斯堪、四國一本州等（děng）直（zhí）流工程中。

充氣電纜

它的介質通常選（xuǎn）用高密度浸漬紙再充以壓縮氣體（如氮氣）組成，有較高的絕緣強度，其工作電場強度可達（dá）25kV/mm以上，它（tā）適宜於做長（zhǎng）距離海（hǎi）底電纜敷設及大落差敷設，如新西（xī）蘭庫克海峽直流輸電工程就采用（yòng）了這種電纜。但是，由於電纜內的（de）壓縮氣體對電纜及（jí）其附件的密封性與機械強度（dù）提出了很高的要求，因此沒被廣泛采用。

擠壓聚乙烯電纜

這種電纜結構簡單而堅固，用來作為海底電纜是比較適宜（yí）的，但按其直流耐（nài）壓能力看，工作電壓隻能達250kV左右（yòu）。

目前實際（jì）采用的直流電纜絕大多數（shù）是膠浸實心電纜與充油電纜，但是（shì）沒有金屬包（bāo）皮，隻有鋼絲鎧（kǎi）裝（zhuāng）的聚乙烯（xī）電纜，由於在某（mǒu）些方麵有了（le）一定（dìng）的優點，所以近期亦受到廣（guǎng）泛的關（guān）注。

直流電纜

1)組件與組件之間的串聯電纜。

2)組串之間及其組串（chuàn）至直流配電箱(匯（huì）流箱)之間的並聯電纜。

3直流配電（diàn）箱至逆變器之間電纜。

以上電纜（lǎn）均為直流電纜，戶外敷設（shè）較多，需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線，某些特殊的環境下還需防酸堿等化學物（wù）質。