直接電纜的設計特點

目前直流電纜還主要使用油紙絕緣，大多采用充油電纜。由于在直

流電壓下，場強和電導率 Y成反比，故絕緣中的氣隙等弱點承受的場強較 小，電場分布合理。基本消除了局部放電，所以擊穿強度大大高于交流下 的擊穿強度。充油電纜的擊穿場強可保持在 100kV/mm 左右，最大工作場 強可選取 30 ~ 45kV/mm。

具體場強可詳見表 24 - 1。

表 24 - 1   直流電纜絕緣材料擊穿強度

在直流電纜運行過程中，有時為了改變能量傳遞方向，需改變電纜的 極性。在電纜帶有負載的情況下，改變電纜的極性可能使電纜內部場強 增加 50% ~ 70% 。國際大電網會議建議極性轉換試驗在 1 . 5 倍工作電壓 下進行，這相當于電纜緩慢加上 2 . 5 倍工作電壓，也就是說，電纜工作場強

應低于絕緣材料擊穿強度的。

對大氣過電壓和內部過電壓，可用下式確定其脈沖水平：

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

式中，Up  為系統保護水平；U0 為額定工作電壓；k 為常數，取(0 .4 ~ 0 . 99)； m 為完全系數。

在設計充油電纜時，由于采用工作場強較高，應對內外過電壓進行核 算，以保證在內外過電壓下有足夠的安全裕度。

直流電纜的結構和交流電纜基本相同。對于附件，亦應考慮溫度對 場強分布的影響。

目前世界上已有十多個國家和地區都已有了直流輸電工程，總容量 為 1400 萬千瓦左右，我國 目前也正在建設葛洲壩—上海的 土 500kV 的直 流輸電工程，預計隨著我國一些大型水電中心和跨海輸電工程的建設，直 流輸電還會有較大的發展。

在英國，隨著供電負荷的不斷增長，1972 年在倫敦完成了全部地下電

纜線路的直流輸電工程。在大城市選擇地下大功率直流輸電的依據是：

(1)距離為 30 ~ 40 km 的直流電纜線路的造價已低廉很多，它能抵償 價值高昂的換流站設備的造價；

(2)受端系統的短路電流不再增大，無需用更大的斷路器去代替現有 的斷路器；

(3)具有交流系統運行方式的改變不影響傳輸功率調節的優越性，這 就提高了系統的穩定性和用戶供電的可靠性。

圖 24 - 10 為英國肯格斯納特—倫敦的直流輸電線路示意圖。肯格斯 納特(泰晤士河出口)新熱電站的電能將沿此線進行傳輸。它通過在城區 相距 22 km 的兩個逆變站向地方交流電網輸送 640 MW 的補充功率。

該線路采用的是直流充油電纜。電纜的護層采用鉛護套和塑料組成 的組合護層。高壓電纜相線的沖擊絕緣強度在波 1/50 us 時為 800kV，零 線電纜為 150 kV。

肯格斯特—倫敦輸電是第一個將 400 kV 與 132 kV 電網相連，進行大 功率直流輸電。它表明，用直流輸電加強高壓交流電網是有著廣闊前途 的。

圖 24 - 10   具有電纜線路( 土 266kV)的肯格斯納特—倫敦直流輸電結線          1—發電機變壓器組/500MW   2— 自耦變壓器，400/132kV，700MV·A   3—變壓器，190MV·A     4—交流濾波器，其次數為 n = 5、7、11、13 和更高頻/120MV·A   5— 同上，55MV·A   6— 閥橋/ 133kV，160MW7—旁路閥，汞弧四陽極  8—旁路裝置  9—線路電抗器/0 . 55H

10— 電纜/ 土 266kV，1200A   11—零線電纜/1200A