载荷循环下 HVDC 电缆绝缘寿命估算：从宏观到微观电荷传导建模
系统与控制
2025-12-22 v1 系统与控制
摘要
本文在 HVDC 电缆绝缘在负载循环下的寿命估算方面进一步一步步推进，通过首次引入电荷传导与传输的微观模型，即双极电荷传输 (Bipolar Charge Transport, BCT) 模型，用于计算绝缘层内部的电场。本文首先包括 BCT 模型的开发与文献中模型的对比验证。随后，使用脉冲电声学 (Pulsed Electro-Acoustic, PEA) 空间电荷测量数据对开发的 BCT 模型参数进行优化。随后，将该已开发、验证并优化的模型集成到用于估算 500 kV DC-XLPE 绝缘电缆在根据 Cigre Technical Brochure 852 进行类型测试负载循环下的寿命的电场计算中。将开发的微观模型与文献中已有的宏观模型进行比较。微观模型在电场反演方面与宏观模型相当。然而，微观模型在加热和冷却负载循环下的行为表现为不同。在高温电缆中，最大电场在两种模型中均稳定于绝缘层内不同位置的不同幅度。此次调查是在 HEU-NEWGEN 研究项目框架内完成的。
引用
@article{arxiv.2510.02866,
title = {Life Estimation of HVDC Cable Insulation under Load Cycles: from Macroscopic to Microscopic Charge Conduction Modelling},
author = {Bassel Diban and Giovanni Mazzanti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.02866},
year = {2025}
}