文档介绍：年第期电线电缆年月
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抗水树交联聚乙烯绝缘电力电缆的研究
赵海燕
特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司,山东新泰
摘要:分析了国内外交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用情况,以及容易产生水树的原因机理。从如何
避免水树的产生和发展,以提高电缆运行寿命,提出了抗水树的机理和抗水树电缆的设计理念,并对其
试验流程和试验结果进行了统计分析。
关键词:抗水树交联聚乙烯电力电缆;水树枝;抗水树机理;研究;试验
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:

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引言
交联聚乙烯绝缘电力电缆以下简称
交联电缆在电场和水的作用下会产生树枝状放电
通道,这种现象称为水树。水树会随着时间的发展
继续生长,最终导致绝缘击穿,成为电力电缆早期损
坏的重要原因。
普通的交联电缆的生产及应用已有近三十年的
历史,其在干燥环境下具有优良的电气和机械性能,
但在实际应用中电缆敷设的环境通常比较恶劣,电
缆经常需要短期或长期浸泡在水中,或者处在潮气
湿度很大的环境下,而普通交联电缆完全不具有抗
水树能力,在长期使用下绝缘会逐渐吸收环境中的
水分,再由于电缆绝缘中存在大量的微小空隙,因此
在微孑中会充满水分,而充水微孑可在很低的电压
下产生水树。在电场的长期作用下,电缆绝缘层中
会引发大量的水树枝,水树老化使绝缘分子开裂;当
微孔中水树达到饱和状态时,绝缘电气和机械性能
将急剧下降,导电的水树枝电树枝会损耗大量的
电能,并最终引起电缆绝缘层的击穿,从而大大减少
电缆寿命。
收稿日期:.
作者简介:赵海燕一,女,工程师.
作者地址:山东新泰市金斗路号
年第期电线电缆年月
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究作简要介绍。当绝缘体中存在空穴异物时,会造成电场集中,
并以此为起点产生蝴蝶状树枝;当绝缘体中存在微
水树枝的定义及产生的机理
孔时,将会产生电晕放电树枝,通常其比上述水树枝
/标准对水树的定义是“在绝先形成并即发生电气放电。图~图分别为几种
缘中存在水分、电应力和某些诱发因素,如杂质、突因电缆质量的缺陷引起的水树枝形态。
起、空间电荷或离子时发展成的一些微通道”。
水树产生机理的分析目前尚有几种不同的理
论,相比之下有两个主流的理论是得到广泛的认可,
一是电应力理论,二是电化学氧化理论。
电应力理论认为,电缆在生产和运行过程中的
内部应力是促进水树枝生长的主要原因。当电缆在
经受电压和水时,在高压工频电场中,极性水分子产
生强烈的迁移并将电场能转化为动能和热能,获得
图发散形水树枝之一存在于内屏蔽缺陷处
巨大能量的水分子在绝缘内部剧烈运动。当水分子
能量足以打断电缆绝缘层分子链的时候,就
会在绝缘内部产生细微的裂纹,导体附近的
绝缘的应变就会增加,而在应变较大的区域如杂
质和气孔等处便生成水树枝。
电化学氧化理论认为,水中存在的离子会促进
聚合物发生氧化作用,氧化作用破坏了聚合物分子
链,于是在聚合物内部形成小孑。氧化产生的羧酸
阴离子使得水树的小孔壁更加亲水,所以渗透的离
子溶解于亲水性的小孔内。