随着我国国民经济的快速发展,对电力系统的要求也日益提高,高压直流电缆输电线路成为中远距离输电以及电网互联中不可或缺的环节。交联聚乙烯(XLPE)因其良好的化学性能被广泛应用为电缆的绝缘材料,但在直流电场作用下,由于交联副产物以及杂质的存在,XLPE内容易积聚空间电荷,导致绝缘部分电场畸变甚至击穿。因此,研究XLPE电缆绝缘中空间电荷的分布对减少停电事故,提高电力系统运行可靠性具有重要意义。在直流电压作用下,电缆线芯铜导体由于热效应产生大量热量,同时由于电缆的同轴圆柱形结构,电缆绝缘内部温度呈现内高外低的梯度分布。为了探究温度梯度的存在对电缆本体绝缘中空间电荷积聚情况的影响,本文采用电声脉冲法(PEA法)测量了 5个不同温度梯度(0℃、10℃、20℃、30℃、40℃)下10kV交联聚乙烯电缆本体内部的空间电荷积聚情况。通过实验方法可以测量电缆本体绝缘内的空间电荷分布,进而评估电缆运行状况。但实验方法存在操作繁琐、装置成本高、易受外界干扰等缺点,为了更加精确地反映电缆空间电荷的分布情况,采用电导率仿真模型以及双极性电荷输运模型模拟分析了电缆空间电荷的分布特性。研究表明,较低温度梯度情况下,电缆绝缘高温侧首先产生大量的异极性电荷,并逐渐被同极性电荷取代,而低温侧附近积聚越来越多的同极性电荷;在较高温度梯度情况下,高温侧积聚越来越多的正极性电荷,并逐渐扩散至整个绝缘内部。对比仿真结果与试验结果可知,随着温度的升高以及加压时间的增长,由电极注入的空穴或电子在空间电荷积聚中起主导作用,杂质的影响便可忽略不计,因此通过电导率模型以及双极性电荷输运模型仿真模拟电缆本体空间电荷的分布具有可行性。