温度对海底电缆半导电屏蔽层电学-热学性能的影响研究

陈哲¹，沈海军²，李国倡³，王少华⁴，李乃一⁴，魏艳慧³，雷清泉³

1. 国网浙江省电力有限公司2. 国网浙江省电力有限公司建设分公司3. 青岛科技大学先进电工材料研究院4. 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

摘 要：海底电缆被广泛应用在跨海联网输电工程,环境温度会改变半导电屏蔽层的电学性能和热学性能,进而影响海缆整体绝缘性能。从海底电缆半导电层的基本性能出发,研究了温度对其电学-热学性能的影响。热学性能分析表明,随着温度的升高,试样的导热系数整体呈先上升再下降的趋势,在80℃附近达到峰值,最大值为0.83 W/（m·K）,比室温下高出约1.5倍;当温度超过80℃时,由于EVA的作用,海缆半导电层的导热系数显著下降。热膨胀系数分析表明,随着温度的升高,试样的热膨胀系数先上升后下降,由25℃的1.36×10-4/K增加至70℃的2.07×10-4/K;当温度超过70℃时,热膨胀系数开始趋于缓慢下降,100℃时,热膨胀系数降低至1.88×10-4/K。电学性能分析表明,随着温度的升高,试样的电阻率整体呈上升趋势,在80℃之前电阻率相对较低,当温度高于80℃时,半导电层表现出较明显的正温度系数效应。随着温度的升高,半导电层/绝缘层复合试样的交流电气强度呈现下降趋势,由25℃的104.5 kV/mm降低至90℃的90.8 kV/mm。总体上在温度作用下海缆半导电层和绝缘层具有较好的匹配特性。

关键词：海底电缆;半导电屏蔽层;温度;电学性能;热学性能;