爬山虎线缆：直流电缆的材质以及直流电缆绝缘特性

交流电缆的场强应力分布是均衡的，电缆绝缘材料着重的是电介质常数，电介质是不受温度影响的；而直流电缆的应力分布是电缆绝内层为最大，受电缆绝缘材料的电阻系数影响，绝缘材料有负温度系数现象，即温度增高，电阻变小；

电缆在运行时，线芯损耗会使温度升高，电缆的绝缘材料的电阻系数会随之变化，也将导致绝缘层的电场应力随之变化，也就是说，同样厚度的绝缘层，由于温度升高，其击穿电压随之变小。对于一些分布式电站的直流干线，由于环境温度的高低变化，电缆的绝缘材料老化的速度比地埋敷设的电缆大得多，这点尤其应得到注意。

电缆绝缘层生产过程中，不可避免地会溶入一些杂质，它们具有相对较小的绝缘电阻率，沿绝缘层径向分布是不均匀的，这样也将导致不同部位的体积电阻率不同，在直流电压下，电缆绝缘层的电场也会不同，这样，绝缘体积电阻率最小处会老化更快，成为最先被击穿的隐患点。

而交流电缆则不会有这种现象。通俗地说，交流电缆的材料受应力冲击是整体的均衡的，而直流电缆绝缘应力总是在最弱处冲击最大。所以，电缆制造环节中的交直流电缆应该有不同管理和标准。

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，直流电缆的绝缘性能和交流电缆差别还是很大。

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