陳馳，李佳興，王闖，王霞，吳鍇，劉鵬偉

(1.西安理工大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710048；2. 電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西安交通大學(xué))，陜西 西安 710049；3. 上海念仲電氣科技有限公司, 上海 200000)

近年來，隨著我國(guó)高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，配套的高壓直流電纜的發(fā)展和投運(yùn)量也逐漸得到增長(zhǎng)[1-3]。相對(duì)于高壓交流電力電纜，高壓直流電力電纜具有絕緣工作電場(chǎng)強(qiáng)度高、絕緣厚度薄、外徑小、電纜重量輕、柔軟性較好、制造安裝容易、介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗低、載流量大、沒有交流磁場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)具有環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。相比于其他幾種類型的高壓直流電纜，擠壓塑料電纜具有諸多優(yōu)勢(shì)，如輸電容量大、附件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性良好等，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用[4]。然而，絕緣材料中的空間電荷效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致高壓直流下電介質(zhì)電場(chǎng)畸變，嚴(yán)重影響電纜長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。同時(shí)，空間電荷畸變電場(chǎng)也會(huì)對(duì)絕緣材料的電導(dǎo)、擊穿、老化等特性產(chǎn)生明顯的影響[5-6]。除此之外，空間電荷分布還反映了材料介質(zhì)電導(dǎo)、電極注入、電荷遷移、復(fù)合和陷阱密度變化等特性，豐富了電介質(zhì)材料的老化和擊穿理論。

1 空間電荷研究現(xiàn)狀

近30年來，空間電荷測(cè)量技術(shù)取得了顯著的發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的測(cè)量技術(shù)有熱脈沖法、熱階躍法、激光強(qiáng)度調(diào)制法、壓力波擴(kuò)展法、激光調(diào)制壓力波法及電聲脈沖(pulsed electro-acoustic，PEA)法。其中，PEA法測(cè)量固體電介質(zhì)中空間電荷的分布是國(guó)際上常用的非破壞性方法之一。PEA法空間電荷測(cè)量基本原理如圖1所示，在高頻納秒脈沖信號(hào)V(t)作用下，介質(zhì)中的空間電荷發(fā)生一定的位移，位移以壓力波的形式向電極傳播，然后被電極表面的壓電傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過對(duì)電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理就可以獲得介質(zhì)內(nèi)部的空間電荷分布信息。

圖1 PEA法空間電荷測(cè)量基本原理Fig.1 Basic principle of PEA space charge measurement

基于PEA法的空間電荷測(cè)量中，在直流高壓的作用下，絕緣介質(zhì)內(nèi)部和界面之間會(huì)產(chǎn)生空間電荷，高頻納秒脈沖注入絕緣介質(zhì)時(shí)，與空間電荷互相作用產(chǎn)生一定的作用力，進(jìn)而引發(fā)絕緣材料中存在的空間電荷發(fā)生一定位移。位移以壓力波的狀態(tài)沿著垂直于試樣表面方向，向測(cè)量系統(tǒng)的下電極部分進(jìn)行傳播，到達(dá)下電極后，被貼在下電極背面的壓電傳感器轉(zhuǎn)換為與壓力波成正比的電信號(hào)。由于壓電傳感器轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)比較微弱，因此需要經(jīng)過放大器的放大，放大后的電信號(hào)傳播到示波器，由示波器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集，然后通過與示波器相連的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定和恢復(fù)處理，得到試樣中的空間電荷分布信息。圖2是空間電荷測(cè)量過程，其中PVDF為聚偏二氟乙烯。

圖2 空間電荷測(cè)量過程Fig.2 Space charge measurement process

但國(guó)內(nèi)外基于PEA法的空間電荷研究主要集中在電纜用基料改性的平板試樣方面，即對(duì)直流電纜的絕緣切片進(jìn)行空間電荷測(cè)量研究。此外，已有國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)直接對(duì)同軸電纜中的空間電荷進(jìn)行了測(cè)量，并取得了一些初步的研究成果[14-24]。例如：K. Fukunaga等人將高壓納秒脈沖和高壓直流電壓信號(hào)直接通過耦合電容的作用施加于同軸電纜試樣的線芯導(dǎo)體上，將電纜試樣的內(nèi)導(dǎo)體作為空間電荷測(cè)量的上電極[17]。在此基礎(chǔ)上M. Fu 等人使用平板狀的下電極代替原有的圓弧形下電極，從而使得電纜試樣外半導(dǎo)電層與下電極的接觸由原來的面接觸改為線接觸，通過接觸面積的減小避免了聲波在接觸面之間的折反射，增加了測(cè)量系統(tǒng)的分辨率，也增加了測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度[18]。Vissouvanadin等人在同軸電纜試樣測(cè)量中心處的兩側(cè)各去除一小段外半導(dǎo)電層，將高壓納秒脈沖從裸露的絕緣層兩側(cè)通過外半導(dǎo)電層注入[19]。N. Hozumi等人通過AD-光纖-AD的輸出方式將測(cè)量電極和示波器對(duì)地進(jìn)行隔離[20]。但以上相關(guān)測(cè)量手段在運(yùn)用至大尺寸長(zhǎng)電纜的空間電荷測(cè)量時(shí)，均有一些不足之處需要改進(jìn)，諸如脈沖信號(hào)在電纜中的傳播衰減、待測(cè)電纜本體遭到破壞等。同時(shí)，直流電纜在運(yùn)行過程中，電纜內(nèi)導(dǎo)體由于感應(yīng)電流的焦耳效應(yīng)而發(fā)熱[25]，在電纜絕緣層中形成由內(nèi)至外的溫度梯度效應(yīng)，嚴(yán)重影響了電荷的注入和遷移，導(dǎo)致絕緣層內(nèi)形成明顯的電導(dǎo)率梯度和電場(chǎng)梯度。引起電纜絕緣層內(nèi)局部電場(chǎng)增加，嚴(yán)重威脅電纜長(zhǎng)期運(yùn)行的安全可靠。除此之外，相較于電纜本體，電纜附件采用多層復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量難以控制，故電纜附件發(fā)生故障的頻次遠(yuǎn)高于電纜本體。但發(fā)散狀分布的電場(chǎng)、較厚的絕緣、以及復(fù)雜的電纜運(yùn)行環(huán)境等均會(huì)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)靈敏度和分辨率產(chǎn)生影響，導(dǎo)致直接對(duì)同軸結(jié)構(gòu)的電纜-附件進(jìn)行空間電荷測(cè)量的相關(guān)研究較少。因此，直接對(duì)同軸電纜-附件進(jìn)行空間電荷測(cè)量與研究也是聚合物電荷研究的一個(gè)重要方向。

本研究的前期相關(guān)研究針對(duì)國(guó)內(nèi)外同軸電纜空間電荷研究現(xiàn)狀以及測(cè)量手段的不足，基于測(cè)量電極高壓納秒脈沖信號(hào)注入，改進(jìn)了溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量裝置。在該改進(jìn)的測(cè)量裝置中，使用環(huán)氧板將示波器對(duì)地進(jìn)行隔離，并在高電位進(jìn)行測(cè)量信號(hào)的采集工作。由于脈沖的注入，測(cè)量系統(tǒng)的下電極需要通過環(huán)氧柱對(duì)地隔離，并通過數(shù)字光纖隔離示波器和電腦。同時(shí)，通過感應(yīng)電流加熱裝置在同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體中形成感應(yīng)電流，以便通過感應(yīng)電流的焦耳效應(yīng)在電纜絕緣層內(nèi)形成溫度梯度場(chǎng)。最后，基于交聯(lián)聚乙烯(XLPE)材料同軸電纜中聲波的傳輸特性，針對(duì)電纜的同軸結(jié)構(gòu)、溫度梯度效應(yīng)以及聲波傳播的衰減和色散，通過向聲波傳遞方程虛部中引入色散函數(shù)二次項(xiàng)的方法，對(duì)溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量波形進(jìn)行了恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同軸電纜空間電荷的測(cè)量。

本文基于前期研究的新型溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量系統(tǒng)以及測(cè)量波形恢復(fù)算法，對(duì)10 kV XLPE同軸電纜進(jìn)行了不同直流電場(chǎng)和溫度梯度場(chǎng)下的空間電荷波形測(cè)量與恢復(fù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行分析，研究了同軸電纜空間電荷的注入、遷移、積聚特性與外施直流電場(chǎng)和溫度梯度場(chǎng)的關(guān)系。

2 基于PEA法的同軸電纜空間電荷測(cè)量

2.1 同軸電纜空間電荷測(cè)量系統(tǒng)

圖3為本文前期研究改進(jìn)的同軸電纜用PEA空間電荷測(cè)量系統(tǒng)，其中，O/E代表光/電轉(zhuǎn)換，E/O代表電/光轉(zhuǎn)換。該測(cè)量裝置將脈沖直接注入測(cè)量單元的金屬屏蔽盒，將電纜本體視為耦合電容，從下電極將脈沖信號(hào)注入電纜試樣。因?yàn)榻饘倨帘魏信c脈沖直接相連，所以必須將整個(gè)測(cè)量單元對(duì)地進(jìn)行隔離。

進(jìn)行空間電荷測(cè)量時(shí)，將高壓直流電壓通過限流電阻直接施加于待測(cè)電纜試樣的線芯導(dǎo)體，將待測(cè)電纜試樣的線芯導(dǎo)體作為測(cè)量系統(tǒng)的高壓電極。在測(cè)量過程中，保持電纜試樣的外半導(dǎo)電層與下電極極板緊密接觸。測(cè)量波形信號(hào)檢出后，將示波器對(duì)地進(jìn)行隔離(與脈沖輸入的測(cè)量系統(tǒng)等電位)。示波器直接測(cè)量和采集由放大器放大輸出的波形信號(hào)。同時(shí)，為了便于后續(xù)人工操作，采用數(shù)字光纖，將示波器上顯示的波形再次傳遞到電腦，通過電腦實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的實(shí)時(shí)控制，及測(cè)量波形信號(hào)的采集、保存和處理。除此之外，由于示波器、測(cè)量電極均對(duì)地隔離，因此需要采用蓄電池和交流逆變器對(duì)其進(jìn)行供電。對(duì)地隔離方式采用環(huán)氧樹脂板平臺(tái)，將示波器、高頻光電轉(zhuǎn)換器、交流電逆變器及蓄電池等置于其上。

在測(cè)量過程中，電纜兩端連接在一起，傳感器、變壓器、電流表和調(diào)壓器組成感應(yīng)電流加熱裝置，通過此裝置可以在電纜內(nèi)導(dǎo)體中產(chǎn)生閉環(huán)狀的感應(yīng)電流。測(cè)量電纜可以通過內(nèi)電阻損耗加熱，所以內(nèi)導(dǎo)體的溫度比外半導(dǎo)電層的溫度高，在電纜內(nèi)導(dǎo)體和外半導(dǎo)電層之間形成溫度梯度場(chǎng)。加熱裝置中測(cè)量電纜可以看做變壓器的次級(jí)繞組，調(diào)壓器用來給變壓器提供初級(jí)電壓，電纜互感器和電流表用來測(cè)量和顯示電纜中感應(yīng)電流的數(shù)值，并使用1個(gè)熱電偶測(cè)量待測(cè)電纜外半導(dǎo)電層的溫度。按照傳統(tǒng)方式搭建的同軸電纜空間電荷測(cè)量系統(tǒng)分辨率為500～600 μm，測(cè)量靈敏度約為20 μC/cm3；改進(jìn)后測(cè)量系統(tǒng)空間分辨率變?yōu)?00～300 μm，測(cè)量靈敏度達(dá)到10 μC/cm3。

圖3 溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量系統(tǒng)Fig.3 Space charge measurement system of coaxial cable under temperature gradient

本文對(duì)電纜進(jìn)行高壓直流條件下的空間電荷測(cè)量，根據(jù)空間電荷測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)(測(cè)量電極固定在電纜外半導(dǎo)電層外側(cè))，試驗(yàn)前對(duì)待測(cè)的10 kV XLPE電纜基于試驗(yàn)條件進(jìn)行處理，將包括電纜阻水帶和鎧裝在內(nèi)的電纜外護(hù)套剝掉，裸露出外半導(dǎo)電層。圖4為待測(cè)電纜結(jié)構(gòu)示意圖。

所以，每隔十天半月，他都會(huì)偷偷跑出天葬院，射只山雞或者野兔，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地烤熟吃。一邊吃一邊懺悔，又他娘的破戒了。

圖4 電纜結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Schematic diagram of coaxial cable

2.2 溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量波形的恢復(fù)處理

對(duì)同軸電纜進(jìn)行溫度梯度下空間電荷測(cè)量時(shí)，聲波在傳播過程中的衰減、色散、同軸結(jié)構(gòu)效應(yīng)，以及溫度梯度效應(yīng)均會(huì)導(dǎo)致測(cè)量波形發(fā)生畸變，本文的前期研究基于聲波的傳播規(guī)律對(duì)測(cè)量波形進(jìn)行了恢復(fù)處理，以下為相關(guān)恢復(fù)算法的簡(jiǎn)述。

聲波在同軸電纜絕緣層中傳播時(shí)，波形會(huì)發(fā)生衰減和色散。與平板試樣中聲波信號(hào)的傳播相同，同軸電纜空間電荷波形的幅值和脈寬也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的衰減和展寬；同軸結(jié)構(gòu)效應(yīng)也會(huì)對(duì)波形的畸變產(chǎn)生影響。綜合考慮以上因素，可得柱坐標(biāo)形式的系統(tǒng)傳遞函數(shù)

. (1)

式中：G為波形傳播柱坐標(biāo)形式的傳遞函數(shù)；P為測(cè)量得到的壓力波；a為同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體半徑；r為絕緣層中任意一點(diǎn)；f為頻率；α、β分別為聲波衰減系數(shù)和色散系數(shù)。

溫度梯度下，介質(zhì)內(nèi)部的密度分布不再均勻，物質(zhì)的密度不再是一個(gè)常數(shù)，聲波的衰減系數(shù)和色散系數(shù)已經(jīng)不是距離(b-r)的一次函數(shù)(b為同軸電纜的外半導(dǎo)電層外半徑)，其表達(dá)式非常復(fù)雜。本研究對(duì)衰減函數(shù)和色散函數(shù)做關(guān)于距離(b-r)的泰勒展開式后可知：與常溫下衰減色散函數(shù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，不均勻介質(zhì)中聲波的衰減系數(shù)和色散系數(shù)較均勻介質(zhì)都多出了一系列高次項(xiàng)，這些高次項(xiàng)必然會(huì)加劇介質(zhì)內(nèi)部聲波的衰減和色散效應(yīng)。其中衰減函數(shù)中的高次項(xiàng)會(huì)加劇波形的衰減，但其脈寬并不會(huì)出現(xiàn)明顯展寬；因此，可以通過重新求解一次項(xiàng)系數(shù)的方法來進(jìn)行一次近似。而對(duì)于色散函數(shù)來說，其頻域內(nèi)高次項(xiàng)的出現(xiàn)會(huì)在時(shí)域引起偏移效應(yīng)。由傅里葉時(shí)移性質(zhì)可知：時(shí)域內(nèi)的波形偏移相當(dāng)于頻域內(nèi)乘以了1個(gè)因子，就相當(dāng)于在時(shí)域內(nèi)一連串的平移，即溫度梯度的增加使得脈沖波形在傳播過程中發(fā)生了時(shí)移，且每一項(xiàng)高次項(xiàng)即代表了一次平移過程；隨著次數(shù)的增高，其平移距離會(huì)逐漸減小，最終其脈沖響應(yīng)時(shí)域波形的對(duì)稱中心會(huì)平移到某一收斂的值。

因此，聲波傳播波形受溫度梯度影響會(huì)產(chǎn)生一定程度上的平移，最終導(dǎo)致了波形輸出結(jié)果時(shí)域上的擴(kuò)展或壓縮現(xiàn)象。通過線性原理，可以將波形還原的步驟分為2步：第1步進(jìn)行衰減函數(shù)的矯正；第2步進(jìn)行時(shí)域內(nèi)波形延展或收縮的矯正。即先將幅值減小、脈寬延寬的脈沖矯正為衰減之前的脈沖，然后將矯正之后的脈沖進(jìn)行相應(yīng)的平移。如果對(duì)泰勒展開的色散函數(shù)僅保留二次項(xiàng)近似，并通過對(duì)比溫度梯度下的參考波形和恒定室溫下參考波形中第2個(gè)峰值點(diǎn)處的位置，可得出時(shí)域內(nèi)的偏移量，進(jìn)而可以得出溫度梯度下完整的頻域內(nèi)的二次近似傳遞函數(shù)

(2)

式中tb為外半導(dǎo)電層處的時(shí)間偏移量。

本文前期研究對(duì)同軸電纜空間電荷測(cè)量波形恢復(fù)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。通過驗(yàn)證表明了在聲波傳遞方程虛部中引入二次項(xiàng)近似的方法可以有效恢復(fù)溫度梯度下的空間電荷波形；但前期研究并未使用恢復(fù)算法進(jìn)行高場(chǎng)強(qiáng)和溫度梯度下同軸電纜空間電荷的測(cè)量與研究工作。本文基于前期研制的同軸電纜空間電荷測(cè)量設(shè)備，以及溫度梯度下同軸電纜空間電荷恢復(fù)算法，對(duì)10 kV XLPE同軸電纜進(jìn)行了溫度梯度下空間電荷特性的研究。

3 同軸電纜空間電荷測(cè)量結(jié)果分析

將待測(cè)10 kV XLPE同軸電纜按照?qǐng)D3進(jìn)行安裝。試驗(yàn)時(shí)首先對(duì)10 kV待測(cè)電纜進(jìn)行內(nèi)、外導(dǎo)體溫差0 ℃、10 ℃以及20 ℃，10 kV/mm電場(chǎng)強(qiáng)度下的空間電荷測(cè)量。測(cè)量時(shí)脈沖電壓為9 kV，加壓時(shí)間為5 h。

圖5所示為使用恢復(fù)算法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行恢復(fù)處理后，10 kV電纜在10 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)、不同溫度梯度下的空間電荷隨著加壓時(shí)間的變化情況。圖5中，d表征測(cè)量時(shí)沿著試樣厚度方向的位置，定義d=0為外半導(dǎo)電層電極與度樣接觸點(diǎn)位置，d=4.5 mm為內(nèi)導(dǎo)體電術(shù)與試樣接觸點(diǎn)位置。由圖5可以看出，10 kV XLPE同軸電纜在運(yùn)行電壓下，外半導(dǎo)電層電極附近出現(xiàn)較為明顯的、與電極電壓極性相反的、異極性電荷積聚的現(xiàn)象，且積聚的異極性電荷隨著加壓時(shí)間的增加而增加，而內(nèi)導(dǎo)體電極附近也出現(xiàn)了少許的異極性電荷積聚。對(duì)2個(gè)電極處異極性電荷積聚量對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，外半導(dǎo)電層附件積聚的異極性電荷量遠(yuǎn)大于內(nèi)導(dǎo)體電極附近電荷量，隨著加壓時(shí)間的增加，2個(gè)電極的電荷峰峰值均會(huì)下降。

圖5 恢復(fù)處理后不同溫度梯度下電纜的空間電荷特性Fig.5 Recovered space charge characteristics for coaxial cable under temperature gradient

圖6為10 kV XLPE電纜在10 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)、不同溫度梯度場(chǎng)下空間電荷去壓后不同時(shí)間的短路波形，去壓后2個(gè)測(cè)量電極上的電容電荷迅速消散，但電纜絕緣內(nèi)部積聚的殘余電荷在2個(gè)電極上的感應(yīng)電荷則緩慢減少，30 min后仍然存在。去壓后殘余電荷的緩慢消散與積聚會(huì)對(duì)電纜長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，需引起注意。

圖6 不同溫度梯度下電纜空間電荷短路波形Fig.6 Space charge short circuit waveformsof coaxial cable under different temperature gradient

為了進(jìn)一步觀察溫度梯度下10 kV XLPE同軸電纜空間電荷的積聚特性，本文在研究時(shí)將施加的直流電場(chǎng)分別提高到15 kV/mm和20 kV/mm，即67.5 kV和90 kV直流高壓，并將室溫下和兩側(cè)導(dǎo)體溫差20 ℃情況下加壓5 h后的測(cè)量結(jié)果與10 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較。圖7分別是10 kV XLPE電纜在室溫下和20 ℃溫差下，10 kV/mm、15 kV/mm以及20 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)下恢復(fù)后的空間電荷測(cè)量波形。

如圖7所示，隨著外施直流電場(chǎng)的增加，同軸電纜兩側(cè)電極積聚的異極性電荷量相比于10 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)下的空間電荷測(cè)量結(jié)果均有所增加。同時(shí)對(duì)比不同溫度梯度下的空間電荷測(cè)量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，電纜絕緣材料在溫度梯度場(chǎng)存在情況下，外半導(dǎo)電層電極附近積聚的異極性電荷量會(huì)明顯增加，內(nèi)導(dǎo)體電極附近積聚的異極性電荷量會(huì)減小。

圖7 不同電場(chǎng)強(qiáng)度和溫度梯度下電纜的空間電荷特性Fig.7 Space charge characteristicsof coaxial cable under different stresses and temperature gradient

在20 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)、20 ℃溫差下，10 kV同軸電纜外半導(dǎo)電層電極附近積聚了較多的異極性電荷量。因此，高壓直流電場(chǎng)條件下，外半導(dǎo)電層處是XLPE同軸電纜運(yùn)行的薄弱點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)XLPE同軸電纜運(yùn)行過程中的空間電荷積聚現(xiàn)象進(jìn)行研究，基于前期研制的溫度梯度下同軸電纜空間電荷測(cè)量裝置以及空間電荷測(cè)量波形恢復(fù)算法，對(duì)10 kV XLPE同軸電纜進(jìn)行了不同直流電場(chǎng)、不同溫度梯度下的空間電荷測(cè)量恢復(fù)與分析。研究表明：直流電壓作用條件下，10 kV XLPE同軸電纜兩側(cè)電極附近均出現(xiàn)明顯的異極性空間電荷積聚情況，且異極性電荷隨著加壓時(shí)間的增加而增加；同軸電纜外半導(dǎo)電層側(cè)積聚的異極性電荷量大于內(nèi)導(dǎo)體電極側(cè)；溫度梯度下，外半導(dǎo)電層側(cè)積聚的異極性電荷量增加，而內(nèi)導(dǎo)體電極附近積聚的異極性電荷量會(huì)減少；高壓直流電場(chǎng)條件下，外半導(dǎo)電層處是XLPE同軸電纜運(yùn)行的薄弱點(diǎn)，外半導(dǎo)電層電極附近的異極性電荷量，會(huì)嚴(yán)重影響電纜長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

本文對(duì)同軸電纜的空間電荷進(jìn)行了測(cè)量與研究，相關(guān)結(jié)論對(duì)于電纜長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性分析具有十分重要的意義，對(duì)于直流電纜運(yùn)行的預(yù)鑒定試驗(yàn)和型式試驗(yàn)可提供一些參考。同時(shí)，本文設(shè)計(jì)的測(cè)量設(shè)備和開發(fā)的測(cè)量算法，對(duì)于同軸電纜-附件的空間電荷測(cè)量與研究工作也可起到指導(dǎo)性作用，對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，進(jìn)一步提高測(cè)量靈敏度，以及改進(jìn)測(cè)量算法實(shí)現(xiàn)同軸電纜-附件空間電荷的測(cè)量，將是后續(xù)研究的重點(diǎn)。