魏艷慧 鄭元浩 龍海泳 李國倡 李盛濤

絕緣層厚度對高壓直流電纜電場和溫度場分布的影響

魏艷慧1鄭元浩1龍海泳2李國倡1李盛濤3

（1. 青島科技大學先進電工材料研究院 青島 266042 2. 特變電工山東魯能泰山電纜有限公司 新泰 271200 3. 西安交通大學電力設備電氣絕緣國家重點實驗室 西安 710049）

高壓電纜電場和溫度場分布是絕緣層厚度設計需要重點考慮的因素。該文建立了高壓直流電纜電-熱耦合仿真模型；測量并分析電纜絕緣層和半導電屏蔽層的電阻特性和導熱特性隨溫度的變化規(guī)律；計算絕緣層厚度對電纜電場和溫度場的影響規(guī)律,討論了載流量和敷設方式對不同絕緣層厚度電纜溫度場分布的影響。實驗結果表明，隨著溫度的升高（25～90℃），XLPE電阻率下降2～3個數量級，半導電屏蔽層則由21.4Ω?cm增加至75.5Ω?cm；整體上，半導電屏蔽層導熱系數約為絕緣層的兩倍。將實驗參數代入仿真模型，發(fā)現絕緣層厚度從20mm增加至35mm時，絕緣層內側電場降低約34%，絕緣層內外溫差增加約54%；隨著載流量的增加，絕緣層溫差由800A的3.5℃增加到2 400A的31.4℃；三種敷設方式散熱效率由高至低依次為隧道敷設、直埋敷設和管道敷設。

高壓直流電纜 絕緣厚度 電場 溫度場 載流量 電纜敷設方式

0 引言

高壓直流電纜作為柔性直流輸電技術的關鍵部件，在遠距離供電、跨海輸電和新能源并網等方面發(fā)揮著重要作用[1-4]。截止2020年，我國已投入運行的直流電纜輸電工程主要有廣東南澳±160kV、浙江舟山±200kV、福建廈門±320kV，以及張北工程±535kV[5-7]。隨著高壓電纜的發(fā)展和電壓等級的提高，國內外電纜制造廠家不斷對電纜絕緣厚度進行優(yōu)化設計。高壓直流電纜絕緣厚度與電纜絕緣材料、半導電屏蔽材料、導體溫度、生產工藝、運行條件等因素有關[8-10]。電纜絕緣厚度優(yōu)化，一方面可以節(jié)省材料消耗、減輕電纜重量，便于運輸和敷設；另一方面，從絕緣局部缺陷的角度，可以提高電纜安全可靠性。

日立電纜較早研制了絕緣厚度35mm，導體截面2 000mm2的500kV交聯聚乙烯電纜[11]。2003年日本古河電氣在第七屆電介質材料性能與應用國際會議上報道了絕緣厚度23mm，導體截面3 000mm2的±500kV直流交聯聚乙烯（XLPE）電纜[12]。2013～2014年，丹麥NKT研制了絕緣厚度分別為20mm和27mm的DC400kV和DC525kV高壓電纜[13]。2017年NKT（ABB電纜）研制了絕緣厚度32mm的DC640kV高壓電纜[13]。趙健康團隊研究了110kV和220kV電纜絕緣厚度優(yōu)化設計，通過對電纜樣品開展逐級擊穿試驗、壽命指數試驗，確定了計算110kV、220kV電纜絕緣厚度的關鍵參數：最小擊穿場強、壽命指數[14]。楊黎明團隊提出了一種直流電纜絕緣厚度設計方法，在之前絕緣厚度設計方法的基礎上，引入了擊穿場強換算系數、Bahder系數；討論了上述兩個參數及壽命指數對絕緣厚度的影響；根據試驗結果計算出±535kV直流電纜絕緣厚度[15]。

高壓直流電纜載流量和敷設方式是影響電纜絕緣層溫度場分布的重要因素。在長期運行工作過程中，絕緣層持續(xù)高溫會加速材料老化，容易發(fā)生擊穿，尤其是在夏季，環(huán)境溫度和高負荷工作的情況下，絕緣層溫升較為嚴重，容易引起電纜絕緣薄弱處發(fā)生局部放電。XLPE電纜的壽命在工作溫度超過長期允許的8%時會減半；超過長期允許的15%時壽命會變成原來的1/4[16-18]，采用XLPE絕緣的高壓直流電纜，目前最高運行溫度為70℃，載流量是影響電纜溫度的主要因素，對于不同絕緣厚度的電纜其載流量承受能力不同。此外，隨著智慧城市的建設，地下電纜敷設方式不斷發(fā)展，主要包括管道敷設和隧道敷設，不同的敷設方式對電纜的散熱具有較大的影響[19]。

本文測試分析了電纜絕緣料XLPE和半導電屏蔽料的電阻特性和導熱特性；通過建立高壓直流電纜電-熱耦合仿真模型，計算分析了絕緣層厚度對電纜電場和溫度場分布的影響規(guī)律；進而討論了載流量和典型敷設方式對不同絕緣層厚度高壓直流電纜溫度場分布的影響。

1 材料性能測試與分析

1.1 絕緣層和半導電屏蔽層電阻特性

電阻率是影響高壓直流電纜電場分布的關鍵參數。性能測試之前，采用熔融共混法制備XLPE試樣和半導電屏蔽層試樣。XLPE試樣厚度為0.16mm，尺寸為100mm×100mm；半導電屏蔽層試樣厚度為0.30mm，試樣尺寸為115mm×50mm。XLPE絕緣層的電阻率采用三電極系統測量，考慮高壓直流電纜的實際運行工況，實驗過程中，絕緣層電場強度設置為10～30kV/mm，溫度設置為25℃、50℃、70℃、90℃四個典型溫度點。半導電屏蔽層的電阻率采用半導電電阻測試儀進行測試，溫度變化范圍設置為25～90℃。實驗結果如圖1所示。

分析圖1a可知，XLPE電阻率隨溫度的上升呈明顯下降趨勢，下降約2～3個數量級，隨著電場強度的增大，XLPE電阻率下降約1個數量級。電場強度為15kV/mm時，溫度從25℃到90℃變化時，XLPE電阻率從3.55×1016Ω?cm減小到7.85×1013Ω?cm。這是由于，一方面，溫度增加導致絕緣材料內部載流子遷移率增大；另一方面，溫度的升高使材料內部被陷阱捕獲的電荷重新獲得能量，成為自由移動電子，導致介質內部自由移動電荷增多，尤其是高溫下，更為顯著。從而表現為高溫下電纜絕緣層的電阻率顯著下降。

圖1 絕緣層和半導電屏蔽層電阻率隨溫度的變化

分析圖1b可知，隨著溫度的升高，半導電屏蔽層表現出明顯的正溫度系數效應。當溫度從25℃增加到90℃時，半導電屏蔽層電阻率從21.4Ω?cm增加到75.5Ω?cm。這是由于高壓電纜半導電屏蔽層主要成分為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）和導電炭黑粒子（CB）。隨著溫度的升高，EVA發(fā)生膨脹會影響導電炭黑粒子的接觸，在80℃之前電阻率增長緩慢，EVA體積膨脹對炭黑導電網絡破壞性很小，仍能維持較好的導電網鏈和較低的體積電阻率。當溫度高于80℃時，超過了EVA的熔融溫度，其內部分子鏈段數占比充分，體積增大，導電網絡逐漸被破壞，電阻率增大明顯。

1.2 絕緣層和半導電屏蔽層導熱特性

采用激光閃射儀分別測量XLPE和半導電屏蔽層的導熱系數及其在溫度影響下的變化趨勢。由于測試條件需要，導熱系數試樣尺寸厚度為1mm，材料性能測試前，進行干燥處理。采用平板硫化機制備厚度為1mm的兩種試樣，測量電壓為250V，脈沖寬度為400ns。實驗結果如圖2所示。

圖2 絕緣層和半導電屏蔽層導熱系數隨溫度的變化

由圖2可知，在室溫下，XLPE的導熱系數為0.32W/(m·K)；隨著測試溫度升高，聚合物介質晶格振動引起的熱傳導加快，導致XLPE導熱系數逐漸增大，90℃達到最大值0.39 W/(m·K) ；半導電屏蔽層的導熱系數在室溫下為0.68W/(m·K)，在80℃左右達到最大值0.83W/(m·K)。對比分析，半導電屏蔽層導熱系數約為絕緣層的兩倍，這是由于半導電復合材料內部含有炭黑顆粒，有利于熱傳導。

2 高壓直流電纜電-熱仿真模型

2.1 電-熱耦合模型

考慮到高壓直流電纜軸對稱結構，研究中采用二維簡化模型，其主要結構包括導體、內半導電屏蔽層、XLPE絕緣層和外半導電屏蔽層。電纜置于外部空氣中，在直流穩(wěn)態(tài)條件下，設置外半導電屏蔽層接地，對導體施加電壓，電纜內部電場分布和電位分布為

直流下電纜內部電場分布和材料電阻率有關。溫度是影響材料電阻率的重要因素，進而影響電纜內部電場分布。電纜絕緣層內部熱量主要來自導體發(fā)熱和絕緣損耗發(fā)熱，相比而言，載流量引起的導體發(fā)熱遠大于材料自身的損耗發(fā)熱。

電纜內部溫度場計算公式為

式中，為導體產生的焦耳熱；0為單位體積的焦耳熱；為通過導體的電流；為電纜通電時間；z為材料厚度；為材料密度；為材料比定壓熱容；為材料導熱系數；為表面?zhèn)鳠嵯禂?；ext為參考溫度；為材料某一位置溫度。

2.2 不同敷設方式下直流電纜溫度場模型

電纜敷設方式會影響電纜絕緣層溫度分布，進而影響電纜整體散熱。除直埋敷設方式外，管道敷設和隧道敷設是采用較多的敷設方式。直埋敷設的傳熱方式主要考慮熱傳導，管道敷設和隧道敷設除了熱傳導外，還需要考慮內壁對電纜表面的熱輻射以及管道、隧道內部空氣流動的影響。

當物體被另一個物體包含起來時，該物體與空腔表面的傳熱方式為熱輻射，該物體與空腔表面輻射換熱的熱流密度為

研究中對比分析三種敷設方式，土壤的范圍取長2m，寬0.1m，深度為2m的長方體。管道厚度設置為3.5mm，內徑為280mm；隧道邊長設置為1m，厚度為50mm；兩路電纜之間的距離為0.5m。除直埋敷設外，管道敷設和隧道敷設的內部環(huán)境為空氣，外部環(huán)境為土壤[19]。不同敷設方式下電纜仿真結構示意圖如圖3所示。計算中，地表設置為與空氣對流傳熱，表面?zhèn)鳠嵯禂禐?2.5W/(m2·℃)，地表溫度考慮夏季，設置為40℃；兩側土壤設置為沿法向的熱流密度為零；由于下側土壤距離電纜較遠，設置為恒定溫度25℃。

圖3 不同敷設方式下電纜仿真結構示意圖

3 仿真結果與分析

3.1 絕緣層厚度對直流電纜電場分布的影響

電纜仿真模型采用500kV高壓直流電纜簡化二維模型，電壓設置為500kV，絕緣厚度為28mm，半導電屏蔽層和絕緣層的電阻率取實驗測量值。

圖4 高壓直流電纜電位和電場分布

分析圖4可知，導體和絕緣層內側電位最大，由絕緣層內側到外半導電屏蔽層位置，電勢呈梯度分布，逐漸減小。絕緣層的電場強度從內到外逐漸減小，呈梯度分布。最大電場強度出現在絕緣層與內半導電屏蔽層的界面處，為24.5kV/mm。

在電纜設計過程中，絕緣厚度選取較為重要，合適的絕緣厚度有利于增加電纜的使用壽命，減少材料成本和電纜的鋪設難度[15,21]。仿真過程中，為了討論絕緣厚度對電場分布的影響，絕緣厚度選取較大的范圍，設置為20～35mm，改變絕緣層的厚度，絕緣層內側的電場強度如圖5 所示?？梢钥闯?，隨著絕緣厚度的增加，絕緣層內側電場強度逐漸減小。由20mm時的31.8kV/mm降低至35mm時的20.8kV/mm。電纜絕緣厚度的設計除了考慮電場強度外，還需要綜合考慮絕緣層內部溫度場的分布，以及載流量和敷設方式等因素。

圖5 絕緣層電場強度隨厚度的變化曲線

3.2 絕緣層厚度對直流電纜溫度場分布的影響

電纜溫度場仿真時，絕緣厚度固定為28mm，電纜外表面與空氣的表面?zhèn)鳠嵯禂翟O置為7.5W/(m2·℃)，銅芯電流設置為1 400A，考慮環(huán)境溫度為25℃，運行時間為36h，電纜溫度場分布如圖6所示。

圖6 高壓直流電纜溫度場分布

由圖6可以看出，沿著電纜徑向方向其內部溫度呈現明顯的梯度分布，當運行時間達到36h時，溫度逐漸達到穩(wěn)定。載流量1 400A時電纜線芯溫度為47.5℃，絕緣層內側溫度為46.7℃，外側溫度為36.3℃，絕緣層溫差為10.4℃。比較不同位置，溫度差異較大，電纜不同位置溫度隨絕緣厚度的變化如圖7所示。

由圖7可知，絕緣層厚度增加不利于電纜的散熱，導體和絕緣內側的溫度由于散熱變差而呈小幅增大趨勢，20mm時絕緣層內側溫度為46.2℃，35mm時絕緣層內側溫度為47.8℃。由于絕緣層和導體通過內半導電屏蔽層緊密接觸，絕緣層內側最先接收到導體熱量的傳導，因此，絕緣內側和導體溫度相差不大。雖然電纜散熱下降，但絕緣厚度的增加會使散熱過程加長，使絕緣層外側溫度隨絕緣厚度的增加有所下降。

圖7 電纜不同位置溫度隨絕緣厚度的變化

絕緣層的厚度不僅影響電纜不同位置的溫度，還會影響絕緣層的溫差，即絕緣層內側和外側的溫度梯度。絕緣層溫差對材料具有較大的影響，絕緣厚度對絕緣層內側溫度及溫差的影響如圖8所示。

圖8 電纜絕緣厚度對絕緣層溫度及溫差的影響

分析圖8可知，在相同載流量下，不同厚度的絕緣層溫度變化趨勢有所不同，絕緣層越厚，溫度達到穩(wěn)定所需要的時間越長。整體上，絕緣層內側溫度隨著時間的增加不斷升高，并在25～30h內趨于穩(wěn)定；隨著絕緣厚度的增加，絕緣內側溫度逐漸增大，從20mm時的46.2℃增加到35mm時的47.8℃。絕緣層溫差隨XLPE厚度的增加明顯增大，XLPE厚度為20mm時，溫差為8.2℃；35mm時，溫差為12.6℃，增長約54%。這是由于電纜熱量由內向外傳導，而當電纜載流量一定時，絕緣厚度的增加會使電纜散熱過程減慢，使得絕緣內側溫度變高。絕緣外側溫度則由于散熱過程的加長有所降低。對于高壓直流電纜，絕緣層溫差是導致空間電荷積聚和電場翻轉的重要原因，因此，高壓直流電纜結構設計中應盡可能從源頭減少絕緣層溫差。

3.3 載流量對不同厚度直流電纜溫度場分布的影響

載流量會影響電纜絕緣層溫度分布，進而影響電纜的運行溫度，目前，成熟應用的高壓直流電纜最高運行溫度為70℃。計算中，選取苛刻條件，以導體最高運行溫度90℃進行分析。電纜絕緣厚度的變化會影響絕緣層及電纜的整體散熱。當電纜載流量過大時，線芯溫度過高，會加速電纜的絕緣老化，造成絕緣擊穿，影響絕緣性能，設計合適的厚度對高壓直流電纜設計至關重要。載流量對電纜溫度的影響如圖9～圖12所示。

圖9 不同載流量時導體溫度隨時間的變化

電纜溫度與載流量密切相關，分別設置載流量為800A、1 200A、1 400A、1 600A、2 000A和2 400A時計算電纜線芯的溫度。分析圖9可知，電纜溫度隨著載流量的升高逐漸增高，載流量越大，線芯溫度增加的幅度越大。載流量為800A時，線芯的溫度32.35℃，2 400A時，電纜線芯溫度達到最高工作溫度90℃。此外，隨著載流時間的延長，導體溫度逐漸升高，載流量越大，導體溫度達到穩(wěn)定需要的時間越長。

圖10 載流量2 400A時電纜不同位置溫度隨時間的變化

圖11 絕緣層溫差隨厚度和載流量的變化

圖12 載流量對絕緣層電場分布的影響

下面重點考慮載流量為2 400A時，即導體溫度為90℃的情況，圖10為電纜不同位置溫度隨時間的變化。隨著時間的延長，電纜溫度不斷提升，并在20h左右趨于穩(wěn)定。導體穩(wěn)定時的溫度在90℃左右，絕緣層內側的溫度和導體溫度相差不大，絕緣層外側溫度為57℃。圖10右下角為沿電纜截面法線方向溫度分布圖，從原點開始依次為電纜導體、內半導電屏蔽層、絕緣層及外半導電屏蔽層。每條曲線代表某運行時刻電纜的溫度分布情況。隨著運行時間的增加，電纜內部沿法線方向溫度從25～90℃呈現梯度分布。圖11進一步討論了絕緣層溫差隨厚度和載流量的變化。

從圖11中可看出，絕緣層溫差隨著載流量的增加明顯增大。載流量為800A時，絕緣層溫差為3.5℃，2 400A時，溫差為31.4℃。載流量的大小直接影響導體發(fā)熱量，進而影響絕緣的熱老化和擊穿性能。當載流量較小時，絕緣層溫差受厚度影響較小，載流量為800A，電纜絕緣厚度從20～35mm變化時，絕緣層溫差從2.7℃增加至4.1℃，僅增加1.4℃；當載流量較大時，絕緣層溫差明顯發(fā)生變化，載流量為2 400A，絕緣層溫差則由20mm時的24.2℃增加至35mm時的37℃，增加約53%。

由上述分析可知，載流量對電纜絕緣層溫度具有較大的影響，導致絕緣層內側和外側產生較大的溫度差；而溫度會影響絕緣層電阻率，進而影響電場分布。由于絕緣層內側和外側溫差較大，導致電纜內部出現電場翻轉現象，圖12給出了載流量對絕緣層電場分布的影響。

從圖12可以看出，導體電流對絕緣層電場影響較大，當載流量為600A時，絕緣層電場由內到外逐漸減小。絕緣層內側電場強度隨著導體電流的增大逐漸減小。當導體電流達到1 200A時，隨著絕緣層半徑的增大，絕緣層電場分布趨于平緩，內外電場強度差值僅為1.6kV/mm，當電纜載流量大于約 1 200A時，由于絕緣層內側和外側電阻率變化不同，出現電場翻轉現象。隨著導體電流的繼續(xù)增大，絕緣層電場出現明顯的翻轉現象，即絕緣層外側電場強度大于絕緣層內側電場強度。絕緣層中心側電場強度在電流的變化范圍內基本不變，維持在18kV/mm。

導體產生的熱量首先傳遞至絕緣層內部，沿電纜法線方向，絕緣層溫度逐漸降低，隨著載流量的增加，絕緣層溫差逐漸增大，如圖12所示。當絕緣層溫差較小時，材料電阻率受絕緣層內側和外側溫度影響不大，因此電場表現為外側低內側高，與同軸電纜電場分布相符。當絕緣層溫差較大時，絕緣層內側電場強度逐漸小于外側電場。這是由于絕緣層內側高溫導致電阻率隨導體電流的升高顯著下降，從而使內側電場強度降低；而絕緣層外側由于溫度升高而引起的電阻率變化小于內側的影響，因此外側電場隨載電流的增加呈升高趨勢[22-24]。

3.4 敷設方式對不同厚度直流電纜溫度場分布的影響

為了分析不同敷設方式對電纜溫度的影響，建立了深層電纜土壤敷設環(huán)境，三種敷設方式的電纜絕緣厚度取28mm，載流量取2 400A，地表溫度考慮夏季苛刻溫度為40℃。圖13為不同敷設環(huán)境下的電纜溫度分布。

圖13 不同敷設環(huán)境下的電纜溫度分布

分析圖13可知，不同敷設方式下電纜溫度分布明顯不同。直埋敷設導體的溫度為81℃；管道敷設時，導體溫度為86.9℃；隧道敷設時，導體溫度為61.4℃?？梢钥闯觯谙嗤d流量和絕緣層厚度的情況下，三種敷設方式中隧道敷設散熱最好，其次是直埋敷設，管道敷設散熱相對較差。不同敷設方式下絕緣層內側溫度隨絕緣層厚度的變化如圖14所示。

從圖14可看出，隨著絕緣厚度的增大，直埋敷設絕緣層內側溫度從20mm的78℃增加至35mm的82.4℃；管道敷設則從83.1℃增加至88℃；隧道敷設由于散熱較好，絕緣層內側溫度相對較小，從58℃增加至63℃。

對比三種敷設方式可以看出，隧道敷設下電纜散熱效果最好，這是由于隧道內部空氣流速較快，加速電纜外部熱擴散；相比而言，管道內部空氣流速較慢，空氣的導熱系數較小，造成管道敷設散熱較差；直埋敷設下電纜散熱主要靠電纜與土壤的熱傳導，不同于隧道內部的空氣熱擴散，其散熱效果比隧道敷設差[19]。

圖14 不同敷設方式下絕緣層內側溫度隨厚度的變化

4 結論

本文分析了高壓直流電纜絕緣層和半導電屏蔽層的電阻特性和導熱特性；在此基礎上，通過建立高壓直流電纜電-熱耦合仿真模型，計算了絕緣層厚度對電纜電場和溫度場分布的影響規(guī)律；討論了載流量和敷設方式對不同絕緣層厚度高壓直流電纜溫度場分布的影響，得出以下結論：

1）交聯聚乙烯電阻率隨著溫度的升高（25～90℃），電阻率下降約2～3個量級，半導電屏蔽層電阻率由21.4Ω·cm增加至75.5Ω·cm；整體上，半導電屏蔽層導熱系數約為絕緣層的兩倍，室溫下二者導熱系數分別為0.32W/(m·K)和0.68W/(m·K)。

2）隨著電纜絕緣層厚度的增加（20～35mm），絕緣內側電場強度從31.8kV/mm降低到20.8kV/mm，降低了約34%；絕緣層內外溫度差由8.2℃增加至12.6℃。當載流量為2 400A時，絕緣層內側溫度達到90℃左右，隨著載流量的增加，絕緣層溫差由800A的3.5℃，增加到2 400A的31.4℃。當載流量大于約1 200A時，由于絕緣層內側和外側電阻率變化，電纜絕緣層出現電場翻轉現象。

3）對比不同敷設方式，隧道敷設的散熱最好，其次是直埋敷設，管道敷設的散熱相對較差；直埋敷設導體的溫度為81℃，管道敷設導體的溫度為86.9℃，隧道敷設導體的溫度為61.4℃。此外，隨著電纜絕緣厚度的增加，三種敷設的絕緣層內側溫度也隨之上升，當絕緣層厚度從20mm增加到35mm時，直埋敷設絕緣層內側溫度由78℃增加到82.4℃，管道敷設溫度由83.1℃增加到88℃，隧道敷設溫度則由58℃增加到63℃。

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Influence of Insulation Layer Thickness on Electric Field and Temperature Field of HVDC Cable

Wei Yanhui1Zheng Yuanhao1Long Haiyong2Li Guochang1Li Shengtao3

（1. Institute of Advanced Electrical Materials Qingdao University of Science and Technology Qingdao 266042 China 2. TEBA Shandong Luneng Taishan Cable Co. Ltd Xintai 271200 China 3. State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China）

The distribution of electric and temperature fields in high voltage cables is a key factors in the design of insulation thicknesses. In the study, an electric -thermal coupling simulation model of high-voltage direct current (HVDC) cable was established, and the changes of resistivity and thermal conductivity of cable insulation layer and semi-conducting layer with temperature were measured and analyzed. The influence of insulation layer thickness on the distribution of cable electric and temperature fields was calculated.The influence of load capacity and laying method on the temperature field distribution of cable with different insulation layer thickness was discussed.Experimental results show that the XLPE resistivity decreases by 2-3 orders of magnitude with increasing temperature (25-90℃), while the semi-conductive shield increases from 21.4Ω·cm to 75.5Ω·cm. Overall, the thermal conductivity of semi-conducting layer is about twice that of insulation layer. When the insulation thickness is increased from 20 mm to 35 mm,the electric field inside the insulating layer is reduced by about 34%. The temperature difference between inside and outside the insulation layer increases by about 54%.The temperature difference of the insulation layer increases from 3.5℃ for 800A to 31.4℃ for 2400A with the increase of the amperage.The heat dissipation efficiency of the three laying methods in descending order is tunnel laying, directly buried laying and pipeline laying.

High voltage direct current cable, insulation thickness, electric field, temperature field, current carrying capacity, cable laying method

10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210856

TM853

山東省重大科技創(chuàng)新工程資助項目（2019JZZY010421）。

2021-06-14

2021-10-25

魏艷慧 女，1986年生，博士，副教授，研究方向為高壓設備絕緣狀態(tài)評估、高壓電纜半導電屏蔽料特性。E-mail：Wyn@qust.edu.cn

李國倡 男，1985年生，博士，副教授，研究方向為電力設備絕緣技術與絕緣材料、多場耦合下絕緣部位電場仿真與技術優(yōu)化、高壓電纜及附件關鍵技術與應用。E-mail：Lgc@qust.edu.cn（通信作者）

（編輯 赫蕾）