摘 要：交联聚乙烯(XLPE)绝缘高压直流电缆终端内各绝缘材料的电导率受温度和电场强度的影响差异较大，这是导致其电场分布复杂、研发难度大的关键因素之一。为此，利用多物理场耦合软件仿真计算了以不同性质硅橡胶为增强绝缘的高压直流电缆终端模型内的电场分布，分析了绝缘材料的电导特性对电场分布的影响与机理。研究结果表明：以高压交流电缆终端中常用的硅橡胶作为直流电缆终端的增强绝缘时，应力锥根部的硅橡胶内电场严重畸变，最大电场强度(简称场强)值约达到电缆本体平均场强的 6.7 倍；以具有合适非线性电导特性的硅橡胶做增强绝缘时，直流电缆终端内电场分布均匀，且最大场强点位于电缆 XLPE 绝缘内。说明应用电导非线性硅橡胶是解决 XLPE 绝缘高压直流电缆终端制造瓶颈问题的有效方法之一。
关键词：交联聚乙烯；高压直流电缆；电缆终端；飞鹤线缆

1.1 硅橡胶基复合材料试样制备
硅橡胶试样的制备过程为：按配方比例称取液体硅橡胶的 A、B 组分并放入混料罐中，利用多功能分散机将 2 组分液体硅橡胶混合均匀，混料罐壁为中空结构，通循环水冷却，避免发生先期硫化；将混合胶倒入腔体尺寸为100 mm×100 mm×0.3 mm的模具中，然后把模具放入真空干燥箱内，除去液体硅橡胶中的气泡；将模具放入温度为 120 ℃的平板硫化机压板间，加压至 15 MPa，保持温度和压力30 min 后取出；把硫化硅橡胶在 200 ℃的电热干燥箱内处理 4 h，除去其中的交联副产物；试样冷却后在 20~25 ℃的干燥环境下放置 24 h 以上待测。硅橡胶基复合材料及试样的制备方法为：按配方比例称取液体硅橡胶的 A、B 组分和无机填料；利用多功能分散机将 A、B 组分液体硅橡胶分别与纳米碳化硅、纳米石墨等多种无机填料混合均匀，制得 A、B 相复合材料；利用多功能分散机将两相复合材料混合均匀，然后按前面所述方法成型、硫化和后处理。

1.2 XLPE 试样制备
XLPE 试样的制备方法为：将 2 台平板硫化机的压板分别加热并恒温至 120 ℃和 175 ℃；称取适量的颗粒状高压直流电缆用可交联聚乙烯绝缘材料并放入模腔尺寸为 100 mm×100 mm×0.2 mm 的模具中；把装有颗粒材料的模具放到 120 ℃的平板硫化机压板间，加压至15 MPa，保持温度和压力5 min，然后保持压力快速冷却至＜50 ℃；取出模具后立即将其放入 175 ℃的平板硫化机压板间，加压至 15MPa，保持温度和压力 30 min；在保持压力下以
10 ℃/min 的速率将试样降温至<50 ℃后取出，将试样放入 80 ℃的真空干燥箱内处理 24 h，以除去交联反应的副产物；按 3 电极系统测试要求在试片两侧分别蒸镀铝电极，测试极直径为 50 mm；蒸镀电极的试样在 20~25 ℃的干燥环境下放置24 h 以上待测。
1.3 固体绝缘材料电导特性测试
利用高压直流电源(输出电压在 0~10 kV 内连续可调)、pA 电流表(测试范围为 10A)、恒温干燥箱(屏蔽箱，最高工作温度为 200 ℃)和多支路开关箱组成的直流电导测试系统(见图 1)研究固体绝缘材料的电导特性。每次将 4 个厚度相等的同种试样放入恒温干燥箱内并接好电极，恒温 2 h 后.
.4 液体绝缘材料电导特性测试
在研究高压电缆附件用硅油的电导特性时，将图 1 中的 3 电极系统更换为测试液体绝缘电阻的 3电极系统，测试极和高压极的间隙调整为 0.3 mm。测试前将电极系统清洗干净并放入恒温干燥箱，在105 ℃下干燥处理 90 min。然后在电极中注入适量待测硅油，调整好 3 个电极的位置，再把电极系统放入真空干燥箱中，在 105 ℃下真空处理 120 min，以除去硅油中的水分和气泡。测试时将电极系统放入屏蔽箱并接好线，具体试验过程同前面所述固体绝缘电导测试。