吴 洋，朱庆东，高 路，吴 锴

（1.西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049；2.国网山东电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003）

0 引言

随着高压直流输电技术的发展，交联聚乙烯（Cross⁃linked Polyethylene，XLPE）电缆由于其优良的性能正得到越来越广泛的应用［1-2］。在直流高压下，在XLPE的内部容易形成空间电荷的积聚，这些空间电荷会导致XLPE中的电场强度分布发生畸变，最终会导致电缆的击穿［3-5］。

电缆接头是电力电缆的重要组成部分［6-7］，在电缆接头中存在两种不同的绝缘材料，分别是电缆主绝缘使用的XLPE 和增强绝缘使用的乙丙橡胶（Ethylene Propylene Rubber，EPR）。由于两种材料的相对介电常数、电导率、电荷输运参数的不同，在两种材料的界面上会产生空间电荷的积聚，进一步加剧电缆接头中的电场畸变［8］。

高压直流电缆接头复杂的结构与界面情况，使其成为电缆系统中的薄弱点，需要重点研究。受限于现有的空间电荷测量技术，对电缆接头中空间电荷分布情况无法直接进行测量。

近年来，国内外的学者在空间电荷仿真领域展开了一系列的研究。Alison 和Hill 在1994 年首次提出采用电荷输运模型计算研究聚合物介质材料的空间电荷积聚特性［9］，他们考虑了电极-介质界面的电荷注入、电极-介质界面的无阻挡电荷抽出、定常载流子迁移率和单一能级陷阱的捕获，没有考虑陷阱电荷的脱陷，初步得到了交联聚乙烯内部的空间电荷积聚特性。Roy 使用恒定迁移率的流体模型开发了一种数值模型，用于解释聚乙烯中的电荷传输，包括入陷和复合的影响［10］。……