交联聚乙烯电缆：高效电力传输的未来
随着全球能源结构的转型，可再生能源逐渐成为电力供应的重要来源。高压直流（HVDC）电缆作为长距离输送电能的重要载体，在大规模海上可再生能源并网中发挥着不可替代的作用。而电缆绝缘材料的选择，对于确保电缆的高效、可靠传输至关重要。
交联聚乙烯（XLPE）是当前电缆绝缘的主要材料之一。然而，XLPE在电缆挤出过程中产生的过氧化交联副产物容易导致绝缘老化与击穿，且不可回收，限制了其可持续发展。此外，热塑性材料虽然避免了副产物问题，但其热机械性能不足，在极端运行条件下可能发生偏心故障等。因此，如何兼顾电气性能、热机械性能和可回收性，成为高性能电缆发展的瓶颈问题。
为了解决这一问题，西安交通大学电气学院、电工材料电气绝缘全国重点实验室李建英教授课题组联合中国电力科学研究院、陕西电科院、清华大学、北京怀柔实验室等单位，提出了一种新型动态交联聚乙烯（DTPE）方案。该材料通过引入动态硫酯键构建可交换共价网络，兼具热塑性加工性与热固性服役稳定性，在介电性能、热机械性能及可回收性方面实现了突破性的平衡。
研究结果表明，DTPE绝缘具有显著抑制空间电荷、保持高绝缘性等优点。与XLPE相比，DTPE的空间电荷累计量减少94.9%，最大电场畸变率下降84%。同时，DTPE在室温下的直流击穿强度达到366.3 kV/mm，体积电阻率超过3.7×10^17 Ω·cm，在高温条件下依旧保持良好的绝缘性能。
此外，交联聚乙烯电缆还具有耐热性能优秀、机械强度高、结构简单重量轻、安装使用方便等优点。这使得交联聚乙烯电缆在配电网、工业装置等领域得到广泛应用，成为不少项目工程的首选电缆型号。
然而，交联聚乙烯电缆也存在一些不足之处。例如，其生产成本相对较高，且在极端环境下可能发生老化现象。为了克服这些缺点，研究人员正在不断探索新的交联聚乙烯电缆材料和制备方法，以提高其性能和降低成本。
总的来说，交联聚乙烯电缆作为一种高效、可靠的电力传输材料，在未来的能源转型中将发挥重要作用。随着技术的不断进步，交联聚乙烯电缆的性能将得到进一步提升，为全球能源结构转型提供有力支持。