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20 11 年 3 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 3 第 26 卷第 3 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar . 20 11 温度梯度场对高直流电压下聚乙烯中空间电荷 及场强畸变的影响 陈曦 王霞 吴锴 彭宗仁 成永红 （西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 7 10049） 摘要 高压电缆运行中由于导 发热引起绝缘由内到外形成温度梯度。直流电压下温度梯 度的存在必然会影响电荷的注入和迁移，同时引起绝缘电阻的梯度变化进而引起场强的梯度变 化，加剧了位于绝缘层外表面的电荷积聚和场强畸变，降低了电缆的使用寿命。因此研究温度 梯度场下直流绝缘中空间电荷分布及场强畸变特性，对新型直流电缆绝缘设计具有较高的理论 和工程应用价值。本文 量了70kV/mm 场强、0.5mm 厚聚乙烯试样两面在不同温度差 （ΔT= 0～40℃）所形成的温度梯度场下空间电荷分布和场强畸变特性。结果表明 ：当温度差达 到40℃时，试样 内最大畸变场强达到230kV/mm ，即场强增加了2.28 倍。同时 量结果表明 温度差的增加与最大畸变场强近似呈线性增长关系。 关键词 聚乙烯 空间电荷 温度梯度 直流电场 畸变 中图分类号 TM2 15.1 Space Charge Accumulation and Stress Distortion in Polyethylene Under High DC Voltage and Temperature Gradient Chen X i Wang X ia Wu Kai P eng Zongren Cheng Yonghong （State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi ’an Jiaotong University Xi ’an 7 10049 China ） Abstract Temperature gradient across cable thickness is caused by Joule heat originating from the current in the HV cable conductor, which must influence the inj ection and migration of charge, lead to the gradient of insulation resistance and then the gradient of electrical field. As a result, the lifetime of cable is decreased due to charge accumulation and stress distortion at the outer surface of insulation . So, it is a high theory and engineering values for new direct current (DC) cable insulation design to study the space charge accumulation and stress distortion in cable insulation under DC stress and temperature gradient . In this paper, space charge profiles and field distributions of polyethylene (PE) with