基于磁感应联合加热的高压海缆工厂接头制备技术.pdf

2024年2月电工技术学报Vol.39No.3

第39卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2024

DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.222109

基于磁感应联合加热的高压海缆

工厂接头制备技术

1213411

李震郑海峰陈俊岐叶成张振鹏赵洪张伟超

（1.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080

2.哈尔滨哈普电气技术有限责任公司哈尔滨150040

3.中天科技海缆股份有限公司南通2260104.中国电力科学研究院有限公司武汉430074）

摘要目前国内外电缆厂家制备工厂接头多采用经典模具单向加热技术（简称单向加热），虽

然部分厂家已对磁感应联合加热技术（简称联合加热）进行应用，但对接头处的温度分布与绝缘

性能研究甚少。该文对联合加热与单向加热进行电磁-热仿真计算，根据仿真策略进行试验，并取

试样进行界面观测，且对电学性能、交联程度与力学拉伸性能进行对比测试。研究结果表明，通

过仿真分析，联合加热中感应线圈向接头区域传递的热流密度远高于金属模具，将预热-交联阶段

耗时由单向加热的10h降低至3h20min，显著提高了加热效率，并使加热区域达到合理温度范

围；在联合加热中，与单向加热相比，本体绝缘与恢复绝缘之间的过渡区域宽度明显下降，熔合

纹界面质地有所提升，过渡区域绝缘电树枝起始电压升高，在0.2MPa条件下，过渡区域绝缘热

延伸伸长率明显下降，且过渡区域绝缘的力学拉伸性能有所提升。联合加热中，过渡区域绝缘的

界面质地、电学性能、交联程度与力学拉伸性能均有所提高的关键性因素是过渡区域绝缘界面的

融合性相比于单向加热有所提升。

关键词：海缆工厂接头热流密度界面观测电树枝热延伸力学拉伸

中图分类号：TM247

0引言作安装方便。但由于电缆绝缘材料导热率低、比热

容高的特性造成预热-交联过程中绝缘部位升温困

为了积极响应“碳达峰、碳中和”的战略目标，

难，而较大截面导体线芯散热速度很快，导致在模

海洋风电、海上油田等能源的开发规模逐渐增大。

具温度已经超过材料的合理预热温度情况下，导体

高压海底电缆作为海上电力输送过程的核心设备，

温度还达不到材料的结晶熔化温度，发生部分恢复

保障其在运行过程中的稳定性是保障电力设备正常

工作的重中之重[1-4]。受海缆制作工艺所限，单根海绝缘先期交联而另一部分恢复绝缘与反应力锥处本

体绝缘难以融合的窘境。进而在反应力锥交界面上

缆长度无法达到敷设要求，需采用工厂接头进行连

产生气泡、微裂纹等缺陷，造成绝缘系统耐电强度

接，但因工厂接头远不如电缆本体具有成熟的制造

[8-9]

的下降。

流程与工艺，因此其可靠性与电缆本体有较大差距，