胡 琦， 李庆民， 刘智鹏， 刘 衡

(1. 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)， 北京 102206；2. 北京市高电压与电磁兼容重点实验室(华北电力大学)， 北京 102206)

1 引言

随着非石化能源消费比例的快速增加，能源生产和消费领域之间的距离不断增大，直流输电由于在远距离大容量输电方面具有经济性、稳定性和灵活性等独特优势，在我国得到了迅猛发展[1]。而气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated metal-enclosed transmission Line，GIL) 作为一种新型输电方式，具有输送容量大、电能损耗低、电磁辐射小、敷设灵活性强等天然优势，弥补了架空线路和电缆的局限性。因此，直流GIL具有很高的应用前景和推广价值[2, 3]。

目前，GIL设备已经广泛应用于交流电网中，但在直流输电系统中的应用却鲜见报道，其主要原因在于GIL设备在直流电压应力下电场会由初始的电容场分布向稳定的电阻场分布过渡，这种容阻场转变的过程伴随着绝缘子表面及内部的电荷积聚[4]，引发局部的电场畸变，造成直流绝缘件闪络电压显著降低[5]。此外，直流电压下GIL内电阻性分布电场由材料的电导率决定，而材料电导率受温度的影响极大，当考虑GIL载流形成的温度梯度分布时，电场畸变愈加严重[6]。因此，掌握温度梯度下绝缘子电荷积聚对电场分布的影响对指导新型直流绝缘子设计具有重要意义。

为此，国内外研究学者针对温度梯度下绝缘子表面电荷积聚现象开展了广泛的研究。张周胜等人通过仿真对温度梯度长期影响下直流盆式绝缘子表面电荷积聚进行观测[7, 8]。……