高压聚乙烯类原材料因其出色的介电气性能被广泛运用于高压直流电源电缆线绝缘层。高压直流电源电缆线运作全过程中，绝缘层材料导电率随温度梯度转变和直流静电场下空间电荷的堆积而转变，造成绝缘层材料內部静电场崎变，是现阶段高压直流电源高压聚乙烯电缆线绝缘层发展趋势遭遇的不容乐观难题。

该文根据综合性世界各国科学研究，阐述了高压直流电源电缆线高压聚乙烯绝缘层材料的研究成果，剖析了改性材料高压聚乙烯绝缘层材料的介电气性能和作用机理，最终未来展望了高压直流电源高压聚乙烯绝缘层材料的发展趋向。科学研究得出结论，纳米技术夹杂改性材料可以合理抑止高压聚乙烯绝缘层材料內部空间电荷的累积，改进高压聚乙烯绝缘层材料直流导电率的溫度特点；共混改性材料生产制造免化学交联的高压聚乙烯绝缘层材料可以提升其介电气性能；工作电压增稠剂能提升高压聚乙烯绝缘层材料的耐电树技特性，具备优良的发展前途；超纯粹高压聚乙烯绝缘层材料是高压直流电源高压聚乙烯电缆线绝缘层材料产品研发的基本和重中之重。这种科研成果的小结能为将来高压直流电源电缆线高压聚乙烯绝缘层材料的科学研究和发展趋势出示参照。煤炭能源的发展趋势关联需求侧改革和国防安全，伴随着在我国社会经济不断迅速发展趋势，电力工程要求也进入了髙速发展期。截止2017年年末，全社会发展耗电量做到5.92万亿元kW•h，预估今年全社会发展耗电量将做到6.7万~7.2万亿kW•h1。

因为在我国电力能源产业基地与电力工程负载管理中心反向遍布的特性，对供电系统基本建设明确提出了高些的规定，必须发展趋势特高压、长距离、大空间、低损耗的电力网络，以助推國家建设规划2。高压直流电源输配电技术性是处理这一难题的合理方式 。最开始的直流输配电工程项目追朔到1882年，法国用每台直流发电机发电，根据57km的架空电缆向慕尼黑市的国际性展会合闸[3]。

在发展趋势前期，因为直流电动机串连运作繁杂等瓶颈问题，直流输配电发展趋势相对性落伍。伴随着电子器件、电气技术的发展趋势，高压直流电源输配电技术性的合理性和可靠性刚开始突显，高压直流电源输配电工程项目获得迅速发展趋势。高压直流电源电缆线输配电做为高压直流电源输配电的关键构成部分，在电力工程传输全过程中具备占地小、受空气污染和气候条件影响小、输配电可靠性高、平时运作维护保养劳动量小等优势。现阶段，在我国已完工投用南澳±165kV直流深海和直流陆上电缆线三端软性直流输配电工程项目、象山±200kV海底电缆跨平台软性直流输配电工程项目和厦门市±320kV电缆线软性直流输配电工程项目，完成了高压直流电源电缆线在额定电压上“三级跳”式的超越发展趋势

[4]。伴随着特高压输配电技术性的完善和“一带一路”的基本建设，在我国的高压直流电源电缆线输配电已进到迅速增长期[5,6]。高压直流电源电缆线依照绝缘层物质的不一样可分成充油电缆线、粘性预浸纸式电缆线和塑胶绝缘电缆等[7,8]。塑胶绝缘电缆具备重量较轻、运作维护保养简易、介电强度能好等优势，被广泛运用于低、中、高压电缆线绝缘层。现阶段，高压直流电源塑胶电缆线以高密度聚乙烯（XLPE）做为电缆线主绝缘层[9]。XLPE维持了高压聚乙烯接地电阻高、耐工作电压特性好、导热系数和介电损耗小的优势，而且具备较高压聚乙烯更优质的热特性和物理性能，综合型能获得大大提高[10,11]。殊不知伴随着XLPE做为电缆线绝缘层材料的规模性应用，XLPE电缆线在生产制造、运作和收购等层面的众多难题和瓶颈问题也慢慢呈现。怎样最大限度地提升XLPE电缆线特性以保证电缆线运作的安全系数和可靠性，自始至终是学术研究和工程项目行业最受关心和急需解决的至关重要的问题。现阶段，中国高压直流电源电缆线XLPE绝缘层材料长期性彻底依靠進口，这比较严重牵制了在我国高压超高压直流电源工程设计的不断迅速发展趋势。

文中综合性世界各国科研成果，详细介绍了高压直流电源电缆线用高压聚乙烯和高密度聚乙烯绝缘层材料的发展趋势现况和科学研究网络热点，对纳米技术填充料改性材料、共混改性材料、有机化学改性材料和超纯粹高压聚乙烯高压直流电源电缆线绝缘层材料的介电强度能开展了讨论，并对高压直流电源电缆线用高密度聚乙烯绝缘层材料的科学研究作了小结和未来展望。1 高密度聚乙烯电缆线绝缘层材料存在的不足1.1 高密度聚乙烯以及构造高压聚乙烯是聚烯烃大家族构造非常简单的高聚物，聚合度达到数十万，是一种长链的热固性塑料氮氧化合物分子式。高压聚乙烯碳链以外也有主链，主链主要参数将影响高压聚乙烯的相对密度、洁净度等级和物理性能等。在遇热和地应力功效时，高压聚乙烯分子结构链中间非常容易产生拖动，因此高压聚乙烯耐热形变工作能力弱，而且耐自然环境地应力裂开能力差，操作温度较低，在热固性塑料情况下，最大操作温度是75℃。运用交联剂使高压聚乙烯分子结构互相化学交联产生三维多孔结构，生物大分子链中间产生有机化学共价键替代原先的分子间作用力[12]。高压聚乙烯经化学交联后耐温性明显增强，XLPE电缆线的长期性容许操作温度达到90℃[13]，另外，XLPE的物理学物理性能也获得提升[14]。工业生产上运用过氧化物二异丙苯（DCP）高溫下氧分子间键破裂，产生氧自由基，高压聚乙烯链上的H分子与氧自由基换置，不一样的高压聚乙烯分子结构的氧自由基键合产生化学交联点，可是会造成乙酰苯、枯基纯正甲烷气体等化学交联副产品，减少了XLPE的电气设备特性，一般需后处理工艺去除副产品[15]。

1.2 高压聚乙烯类高压直流电源电缆线绝缘层材料存在的不足虽然高压聚乙烯高压直流电源电缆线的发展趋势和运用時间并不久 ，但其在长距离、大空间电力工程传送等运用层面展示出极大优点。殊不知做为竞争优势的电缆线绝缘层材料，被北欧化工和陶氏化学长期性垄断性，在我国高压电缆线原材料长期性彻底依靠進口[16]。高压直流电源电缆线绝缘层材料的产品研发是中国电缆线工业生产最具趣味性的课题研究。因为固态电解介质在直流场和沟通交流下面绝缘层特点的明显不一样，高压直流电源电缆线绝缘层材料遭遇一系列有别于沟通交流电缆线的难题：绝缘层材料在直流下的特性包含电气设备、物理学和有机化学特性的分析问题；静电场-温度梯度藕合场功效下直流导电率转变引起的静电场“翻转”难题；高压直流电源电缆线绝缘层材料空间电荷和页面正电荷累积难题；繁杂工作状况下高压直流电源电缆线电树产生、发展趋势和穿透全过程难题等。现阶段，高压直流电源电缆线绝缘层材料开发设计和绝缘层总体设计遭遇的最具趣味性的难题是绝缘层材料导电率溫度特点难题和空间电荷堆积难题，这巨大牵制了直流电缆线输配电技术性的发展趋势，是限定直流输配电额定电压提升的首要条件[17,18]。在直流场功效下，静电场按导电率遍布，而绝缘层材料的直流导电率与溫度和场强有关。高压直流电源电缆线运作全过程中当然造成的温度梯度将造成电缆线绝缘层的导电率产生变化，从而造成静电场遍布产生变化，充分考虑场强对导电率的影响，静电场遍布将进一步产生变化，比较严重时电缆线电缆护套內部乃至出現静电场“翻转”。

图1为不一样负载直流下，各自仅考虑到溫度标准、溫度-静电场藕合标准时沟通交流高压聚乙烯电缆线静电场遍布，伴随着高密度聚乙烯直流电缆载流量的提升，电缆线电缆护套内静电场遍布都发生了“翻转”状况[19]。因而，对绝缘层材料的导电率溫度特点的管控是高压聚乙烯类绝缘层材料改性材料的主要难题。图1 高密度聚乙烯电缆线静电场遍布直流下面绝缘层材料非常容易引入和堆积空间电荷，崎变静电场并影响脆化、局部放电、穿透等绝缘层特点。依据电磁场理论，平板电脑试件内1μC/cm3的空间电荷在毫米处造成50kV/mm的静电场[20]。空间电荷堆积会影响静电场遍布，并造成部分静电场崎变。假如空间电荷相对密度很高，部分场强将超出绝缘层穿透抗压强度并造成原始电穿透。即便部分场强不太高，空间电荷累积也会慢慢使电解介质产生脆化，造成绝缘层缺点的产生，进而减少高压直流电源电缆线长期性运作的可信性和使用期。