XLPE电缆绝缘老化与剩余寿命评估的试验方法

过程 中的随机 性 Ｉ ８ Ｊ 。 １ ． 电树 引起 交联 聚 乙烯绝缘 老 化 的诊 断 ．２ ２
水 树 的形 成 发 展理 论 至 今 总结 大 概 有 下 面８ 种
情况 ：
１在 水 和 电场 同时存在 的条件下 发 生水树 。 ） ２ 水树 是 由直 径 为 数 ） ｍ的水 填 满 的空 隙 群 所
化 学老 化是 由敷设 环境 所 引起 的 ， 有一 种称 为硫 化 的老 化现 象 ， 电缆 绝 缘 影 响 最 大 ， 对 由于 硫化 物 透
定 量分析 电缆剩余 寿命 的方法 ： 穿 电压 对 比法， 质损耗 击 介 因素法和直流泄漏 电流法 。 可为从事电缆运行情况和寿命研
究 的技术人员提供参考。 关键词 ： Ｌ Ｅ Ｘ Ｐ 电缆 ； 绝缘老化 ； 剩余寿命 ： 老化 树
是一 种极其复 杂的 电腐蚀 现象 ， 括电荷注 入—抽 是包 出 、 部 放 电 、 部 高 气 压 、 部 高温 、 局 局 局 电一 机 械 应 力、 物理 变形 、 学 分 解 等 在 内 的一 个 非 常 复 杂 的 化
综 合过 程 ； 缘 介质 种 类 的不 同 、 态 的不 同 、 观 绝 状 微 结 构 的 差 异 都 增 大 了 电树 枝 在 引 发 过 程 中和 生 长
破坏 的主要 因素 。 电树枝 一旦产 生， 以极 快 的速度 便 发展并 导致 电缆绝 缘击 穿ｌ１ ｌ。
电缆 投 入 运 行后 即发 生 老 化 ，随 着 时 间 的 推 移 ， 期 投运 的 电缆 已接 近使 用寿 命期 。评 估 这些 早
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的交联 聚 乙烯 电缆 线路 出现 。但 是 ， 电缆 由于 敷设 运 行环 境 的原 因 ， 电缆 的绝 缘会 在 综合 因素 作 用下 老化 ， 响运行 寿命 甚 至导致 绝缘击 穿发 生事故 。 影
实 际上 ， 缘 老化 的原 因有 两 方 面 ， 是 电气 绝 一 方 面 ， 是化 学 方 面 。电气 方面 包括 游 离放 电老化 二
电树枝 存在 时 ， Ｌ Ｅ Ｘ Ｐ 电缆 绝缘 内局 部放 电特征参 数 的变化 规律 是 现在研 究 的热点 问题 。 目前 ． 场检 ￣ Ｌ Ｅ绝 缘 老 化 还 没有 公 认 的 现 ＮＸ Ｐ 可 在 电力 部 门推 广 应 用 的在 线 检 测 技 术 及 相 应 设 备。 因此 电缆绝 缘 老化 状 态 的数 据 积 累较 少 ， 乏 判 缺 别 电缆 老化 的 标 准，所 以传 统 的在 线检 测技 术 尚难 以对 电缆 的绝 缘 状 态 及 其 剩 余 寿 命 进 行 非 常 确 切
电力 电缆 是 电力 系 统输 变 电 的非 常重 要 的设
备 ， 电力负荷安全 ， 对 电力可靠传输具有不 可或缺 的作 用 。４ 年 的运行 及研 究 表 明， 枝 化是 导 ０余 水树 致交联聚乙烯 （Ｌ Ｅ 电缆绝缘寿命缩短的主要 因 Ｘ Ｐ） 素， 树枝 尖 端 最 终 长 出 的 电树 枝 ， 水 或是 在 电缆 投 运 初 期 由绝 缘 缺 陷处 长 出的 电树 枝 则 是 电缆 绝缘
基 金项 目 ：国家 重 点 基础 研 究 发展 计 划 项 目 （７ 项 目 ） ９３
（ ０ ９ Ｂ ７ ４ ０ ） ２０Ｃ 一２５６ 。
过护 套及 绝 缘层 与 电缆 的铜 导体 产生 化 学反 应 ， 生 成硫 化铜 和 氧化 铜等 物 质 ， 些 物质 在绝 缘层 的 内 这 导侧 向外呈 树枝状 生长 ， 称为 化学树 ［ 。 ５ ＿ 电缆绝 缘事 故 基本 上都 是水 树 和 电树 造成 的 ， 下 面主要 介绍 电缆 中水树 和 电树 的老 化情况 。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ ＸＰ Ｌ Ｅ电缆 绝 缘老 化
国外 应 用 交 联 聚 乙烯 电力 电缆 已经 有 ３ 多 年 ０ 历 史 。我 国近２ 年 来 １０ｋ 及 以下 的 电缆 已经能批 ０ Ｖ １ 量 生 产 ， 以预 料 在今 后 高 压 电力 网 中 ， 有更 多 可 将
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和树 老化 。前者是 在绝缘 层 和屏蔽 层 的空 隙产生 游 离放 电 ，使 绝缘 受到 侵蚀 所造 成 的绝 缘老 化 现象 。 不 过 正常 相 电压 下一 般不会 发 生 ， 只有 在 电缆 内部 有 缺 陷时 才会 成 为问 题 。后 者 树 老化 主要 有 电树 、 水 树 两种 。树 老化 是 目前 绝缘 老 化最 主要 的 因素 。
组成 的。
为 了确保 电 网的安全 可靠运 行 ． 时 掌握 电缆 及 绝缘 的老 化状 态是 很有 必要 的。 电树枝 发生 时 有 反
３ 即使在 比较低 的 电场 下也 能发 生 水树 。 ） ４ 绝缘 中的杂 质 、 导 电层 的缺 陷 、 隙等 高 场 ） 半 空
强处 ， 引发水 树 的起点 。 是 ５） 树 在 直 流 电压 作 用 下 难 以产 生 ， 在 交 水 但 流 电压 作 用 下 较 易 产 生 ， 频 电 压 也 能 促 进 水 树 高
摘要 ：电缆投入运行 后， 绝缘会 受到电 、 、 热 机械 、 水分等 因 素的作用而发生老化， 响电缆的运行可靠性和使用寿命 。 影 ＸＰ Ｌ Ｅ电缆的绝缘 状态 与剩余 寿命 的评 估是 目前 的热点 问 题， 相对 于定性的分析 ， 对电缆剩余 寿命 的定量评估 更有 实 际价值 。文章总结 了Ｘ Ｐ 电缆绝缘老化机理并调研 了几 种 ＬＥ
１１ 电缆 绝缘 水捌老 化
水树 就是 交联 聚 乙烯 电缆在 进水 的情况 下 ， 由
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第２ 卷 ７
第４ 期
电网与清洁能源
２７
于 电场 的作 用 ， 绝 缘体 内形 成树 枝 的现 象 。几乎 使
１ ． 电 树 的 引发 和 生 长 ．１ ２
都是 电缆在 制造 、 运输 、 管 、 保 敷设 过程 中水 分侵 入 电缆 内部所 致 ； 者 由于 在 导体 上使 用 以布带 为基 或
体 的半 导 电层 ， 毛刺 突 出处 产 生水 树 并 延 伸而 导 在
致 绝缘 击穿 。
１１１ 水树 的 形成和 发展 ．．
电树枝化 无论 是在 引发 阶段 还是 在生 长 阶段都
电缆 的残 余 寿命 ， 断 应 在何 时进 行 更 换 ， 判 避免 因 电缆 绝缘 老化造 成事 故 ， 为 目前 的重要 课题 成 。
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的发 生 。
映 电缆 绝 缘 状 态 的一 些 参 数 显 示 出 怎 样 的 变化 是