团队负责人：吕泽鹏

依托单位：西安交通大学

所在学院：电气工程学院

一、项目简介

随着海上风电和柔性直流输电技术的发展，聚烯烃绝缘高压直流电缆在世界各国已经得到大力推广和应用。然而，与传统交流电缆相比较，直流电缆的运维技术还不成熟，缺乏针对直流电缆状态表征和寿命评价方面的研究。空间电荷积聚特性是影响高压直流电缆运行状态和老化速率的关键参数，但目前无法在电缆运行中获取这一关键参数。因此有必要系统研究高压直流电缆运行中电荷积聚的在线监测方法，以提取电缆绝缘中电荷积聚和电场分布的关键参数，并用于高压直流电缆的状态监测和预警维护。

本项目拟利用高压直流电缆运行过程中泄漏电流和空间电荷的联合演变规律，建立两者间的定量关系，并利用泄漏电流的变化趋势推算高压直流电缆内部空间电荷积聚和电场畸变的关键参数，实现对高压直流电缆关键参数的状态监测。对模型电缆进行系统实验，获取真实电缆中泄漏电流和空间电荷的联合演变规律,建立两者之间的定量关系，确立利用泄漏电流获取电荷积聚关键参量的计算方法；建立适用于同轴电缆的仿真模型，综合考虑温度、电压等多种因素，进行仿真，验证更广泛外部因素影响下的空间电荷和泄漏电流联合演变定量关系。在此基础上，提出适用于真实高压直流电缆的在线监测设备制备方法、监测方案和数据处理方法。

本项目采用方法为本课题组独立研发的创新性成果，具有完全自主知识产权，目前国内外无明显的竞争者。一旦产品成熟，进入推广阶段，将有巨大市场潜力。

二、关键技术优势

1．高压直流电缆绝缘中空间电荷和电流的联合测量方法。基于该项技术，可获取高压直流电缆中空间电荷和电流的联合演变规律，确定两者联合演变的定量关系，并用于真实电缆的在线监测。

2.高压直流电缆绝缘中空间电荷和电流的联合仿真。空间电荷和电流之间的联合演变并非简单的线性关系，电荷的注入、抽出、输运都会影响到电极上的电流，利用实验难以完全获取任意状态下的空间电荷积聚和电流值。因此在实验基础上，基于双极性载流子输运模型，通过仿真验证多种外部因素影响下空间电荷和泄漏电流的联合演变，在更广泛的范围中确定两者联合演变的定量关系。

3.高压直流电缆泄漏电流在线监测装置的研发和在线监测方案的制定。基于前两项关键技术，选择合适的电流表、通过合理的接线和接地方式，针对某一电压等级的高压直流电缆外半导电层或护套层泄漏电流研制在线监测设备；根据高压直流电缆泄漏电流的变化特征，选取合理的参数和抗干扰方法，制定完整的在线监测方案；编写软件，实现泄漏电流的采集、显示、存储，空间电荷和内部电场关键参数的计算，高压直流电缆运行状态评估与风险预警，专家报告编写等功能。

三、市场前景及应用

城市配电网电缆，柔性高压直流电缆，新能源（如风力发电、太阳能发电、潮汐能发电、生物能发电等）并网电缆、海岛电缆等方面。

四、技术成熟度

□概念验证 √原理样机 □工程样机 □中试 □产业化

五、合作方式

□联合研发 □技术入股 □转让 □授权（许可）√面议