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随着中国电力需求的日益增长和能源的大量开发，跨海输电已成为直流输电领域重要的发展方向。高压直流海底电缆作为海底输电工程最重要的设备之一，因其在进行电力贸易和平衡电力供需等方面的显著优势而得到广泛应用，发展±500kV乃至更高电压等级的直流海缆已成为跨海区域电力能源互联的主要方式。目前，高压直流海底电缆主要用于岛屿与岛屿、大陆与大陆以及岛屿与大陆之间的远距离输电，但其设计、制造和安装是国际上公认的技术难题。据此，本文针对±500kV交联聚乙烯直流海缆设计技术、导体制造、屏蔽-绝缘-屏蔽挤出及脱气试验进行研究，论文主要研究内容如下: ①±500kV直流海底电缆结构设计。以海缆绝缘结构、铠装结构、阻水结构为重点研究研究，根据直流电缆在绝缘内电场、热场分布等多场耦合情况下的绝缘特性，确定绝缘材料的击穿场强，并针对海缆绝缘厚度进行设计验证和绝缘校核，确定±500kV电压等级合理的绝缘厚度;分析海缆入水时的受力情况，根据杨氏模量将受力分配至导体与铠装结构，计算导体与铠装结构的应力;考虑气隙特性与绕包带材特性，分析缓冲层结构的热阻特性以及缓冲层对电缆载流量的影响。通过对±500kV直流海底电缆整体结构的设计，为导体和绝缘的制造工艺研究奠定了基础。 ②±500kV直流海底电缆导体和绝缘制造工艺研究。导体作为海缆的重要组成部分，导体的电阻直接影响电能传输效率，导体的紧压程度直接影响海缆的阻水性能，导体的截面积直接影响电缆的载流量。在海缆整体结构设计研究的基础上，研究3000mm2超大截面阻水导体的制造工艺以及超大截面直流海缆挤出制造工艺，设计出一种满足200米水深，2MPa水压环境下阻水性能要求的±500kV直流海底电缆超大截面阻水，解决了生产制造环节的瓶颈问题。 ③±500kV直流海底电缆绝缘脱气工艺试验验证。研究±500kV直流海底电缆绝缘脱气工艺对绝缘性能的影响，以直流海缆绝缘挤出后的空间电荷分布、交联副产物为研究对象，通过空间电荷测量试验、凝胶含量测量试验、红外光谱分析试验，确定±500kV直流海底电缆的脱气温度与脱气时间，检验了绝缘生产工艺，为固化绝缘和化脱气工艺提供试验验证的理论依据。