随着柔性直流输电技术的日臻成熟，高压直流电缆系统作为其中的关键设备在海上风电接入、孤岛平台供电和城市中心供电增容等领域应用日益增多。直流电缆技术的发展思路借鉴了交流电缆，但由于直流和交流电压作用下电缆绝缘介电性能的差异以及交直流输电系统要求的不同，直流电缆中的诸多重大问题仍亟待解决。 本项目依托国家自然科学基金重点项目《交联聚乙烯绝缘材料直流介电性能改善及其机理研究》、中国南方电网有限责任公司重大科技专项《高压直流挤包绝缘电缆系统关键技术研究》、南方电网公司科技项目《110kV及以上电压等级直流XLPE绝缘电缆试验方法研究》和校企合作项目《柔性直流输电用海缆绝缘分析设计及试验开发》，以及参加项目的制造企业自主研究课题，针对柔性直流输电技术发展和工程应用的需求，研究解决直流电缆系统中存在的若干关键技术。 主要技术创新点 本项目解决了以下技术问题： （1）高压直流电缆设计制造技术。掌握了不同技术路线制造的高压直流电缆绝缘材料性能特点，为高压直流电缆绝缘材料选择提供理论依据与技术支持；获得了绝缘材料的空间电荷积累特性和耐电特性，获得了材料的电导温度和场强依赖关系，揭示了温度分布及绝缘厚度在直流电缆结构设计中的关键影响作用，为直流电缆绝缘结构优化设计提供了基础依据；获得了材料热老化特性、交联反应特性，为电缆服役条件设计提供了依据。研究了去气对高压直流电缆电气性能的影响规律，开发具有多点测温能力的绝缘线芯大长度长时去气工艺和装备，提出了简单易行、效果可靠的红外光谱法和激光散射法去气效果评价方法，有效地提高高压直流电缆绝缘的电气性能。 （2）高压直流电缆附件技术。由于直流电缆附件中多层介质的复合以及界面的存在，使其电场分布更加复杂而成为电缆系统运行中的薄弱环节。项目开发了无机粉体/有机物接枝联合调控乙丙橡胶绝缘电导率技术、纳米改性技术、超净材料生产技术等，在电缆附件增强绝缘材料电导率可控的同时，保证了材料的介电强度和工艺性能。开发了基于聚合物流体数字仿真、物理仿真联合电磁仿真的电缆工厂接头结构设计技术和两步法制造技术，提高了工厂接头的设计效率和使用可靠性。研发了基于超净生产和缺陷监测的无缺陷绕包绝缘带、屏蔽带制备技术与制备装置，为绕包模塑抢修接头制备提供了核心材料。研发设计了可重复利用、便于安装的空气绝缘直流电缆耐压试验终端，大幅降低高压直流电缆出厂试验费用，缩短了试验周期，解决了±320kV以下电压等级直流电缆出厂试验难题。 （3）高压直流电缆及附件纳米复合绝缘技术。研制了适用于高压直流电缆绝缘的纳米复合聚乙烯材料和纳米复合终端增强绝缘硅橡胶基电导非线性复合材料，在此基础上研制了应用普通半导电屏蔽材料的±200kV纳米复合绝缘直流电缆，并应用纳米复合电导非线性增强硅橡胶绝缘作为该直流电缆终端，成功通过了型式试验。 （4）直流电缆系统性能试验考核及全尺寸大厚度直流电缆空间电荷测量技术。结合直流电缆系统不同运行工况，研发模拟运行条件下的直流电缆全工况运行考核系统，建成可精确控制直流电缆线芯温度和绝缘层温度梯度的负荷循环控制系统。研发集成了脉冲电声法（PEA）全尺寸直流电缆空间电荷测量系统；试验研究不同负荷（温度梯度）、极性反转条件下的直流电缆系统的长期可靠性空间电荷聚集迁移特性；该系统同时具备在运行工况条件下对直流电缆开展状态检（监）测，如局部放电、温度和频域介电谱等考核评价手段。 项目成果已成功应用于国产高压直流电缆产品研发，制造的±320kV及以下高压直流电缆成功应用于南澳、舟山、厦门多端柔性直流工程。

哈尔滨理工大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。