直接电缆的设计特点

目前直流电缆还主要使用油纸绝缘，大多采用充油电缆。由于在直

流电压下，场强和电导率 Y成反比，故绝缘中的气隙等弱点承受的场强较 小，电场分布合理。基本消除了局部放电，所以击穿强度大大高于交流下 的击穿强度。充油电缆的击穿场强可保持在 100kV/mm 左右，最大工作场 强可选取 30 ~ 45kV/mm。

具体场强可详见表 24 - 1。

表 24 - 1   直流电缆绝缘材料击穿强度

在直流电缆运行过程中，有时为了改变能量传递方向，需改变电缆的 极性。在电缆带有负载的情况下，改变电缆的极性可能使电缆内部场强 增加 50% ~ 70% 。国际大电网会议建议极性转换试验在 1 . 5 倍工作电压 下进行，这相当于电缆缓慢加上 2 . 5 倍工作电压，也就是说，电缆工作场强

应低于绝缘材料击穿强度的。

对大气过电压和内部过电压，可用下式确定其脉冲水平：

BIL ≥m( Up + kU0 )                (24 - 20)

式中，Up  为系统保护水平；U0 为额定工作电压；k 为常数，取(0 .4 ~ 0 . 99)； m 为完全系数。

在设计充油电缆时，由于采用工作场强较高，应对内外过电压进行核 算，以保证在内外过电压下有足够的安全裕度。

直流电缆的结构和交流电缆基本相同。对于附件，亦应考虑温度对 场强分布的影响。

目前世界上已有十多个国家和地区都已有了直流输电工程，总容量 为 1400 万千瓦左右，我国 目前也正在建设葛洲坝—上海的 土 500kV 的直 流输电工程，预计随着我国一些大型水电中心和跨海输电工程的建设，直 流输电还会有较大的发展。

在英国，随着供电负荷的不断增长，1972 年在伦敦完成了全部地下电

缆线路的直流输电工程。在大城市选择地下大功率直流输电的依据是：

(1)距离为 30 ~ 40 km 的直流电缆线路的造价已低廉很多，它能抵偿 价值高昂的换流站设备的造价；

(2)受端系统的短路电流不再增大，无需用更大的断路器去代替现有 的断路器；

(3)具有交流系统运行方式的改变不影响传输功率调节的优越性，这 就提高了系统的稳定性和用户供电的可靠性。

图 24 - 10 为英国肯格斯纳特—伦敦的直流输电线路示意图。肯格斯 纳特(泰晤士河出口)新热电站的电能将沿此线进行传输。它通过在城区 相距 22 km 的两个逆变站向地方交流电网输送 640 MW 的补充功率。

该线路采用的是直流充油电缆。电缆的护层采用铅护套和塑料组成 的组合护层。高压电缆相线的冲击绝缘强度在波 1/50 us 时为 800kV，零 线电缆为 150 kV。

肯格斯特—伦敦输电是第一个将 400 kV 与 132 kV 电网相连，进行大 功率直流输电。它表明，用直流输电加强高压交流电网是有着广阔前途 的。

图 24 - 10   具有电缆线路( 土 266kV)的肯格斯纳特—伦敦直流输电结线          1—发电机变压器组/500MW   2— 自耦变压器，400/132kV，700MV·A   3—变压器，190MV·A     4—交流滤波器，其次数为 n = 5、7、11、13 和更高频/120MV·A   5— 同上，55MV·A   6— 阀桥/ 133kV，160MW7—旁路阀，汞弧四阳极  8—旁路装置  9—线路电抗器/0 . 55H

10— 电缆/ 土 266kV，1200A   11—零线电缆/1200A