《抗水樹交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、2010年第4期電線電纜2010年8月No．42010ElectricWire＆CableAug．，2010抗水樹交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的研究趙海燕(特變電工山東魯能泰山電纜有限公司，山東新泰271200)摘要：分析了國(guó)內(nèi)外交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣電力電纜的使用情況，以及容易產(chǎn)生水樹的原因機(jī)理。從如何避免水樹的產(chǎn)生和發(fā)展，以提高電纜運(yùn)行壽命，提出了抗水樹的機(jī)理和抗水樹XLPE電纜的設(shè)計(jì)理念，并對(duì)其試驗(yàn)流程和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。關(guān)鍵詞：抗水樹交聯(lián)聚乙烯電力電纜；水樹枝；抗水樹機(jī)理；研究；試驗(yàn)中圖分類

2、號(hào)：TM247．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-6901(2010)04-0004-04StudyoftheTree-RetardantXLPEPowerCablesZHAOHai．van(SpecialElectricApparatus—LunengTaishanElectricCableCo．，Ltd．，Xintai271200，China)Abstract：TheapplicationathomeandabroadofXLPEpowercablesandthecauseandmechanism

3、oftreegenerationwereanalyzed．ThemechanismoftreeretardanceanddesignphilosophyofTRXLPEcableswereproposedfromtheviewpointofavoidingtreegenerationandgrowthSOastolengthenthecableservicelife．Statisticalanalysiswasmadeonthetestprocedureandresults．Keywords：TRXLP

4、Epowercable；tree；mechanismoftreeretardance；study；test0引言交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣電力電纜(以下簡(jiǎn)稱交聯(lián)電纜)在電場(chǎng)和水的作用下會(huì)產(chǎn)生樹枝狀放電通道，這種現(xiàn)象稱為水樹。水樹會(huì)隨著時(shí)間的發(fā)展繼續(xù)生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致絕緣擊穿，成為電力電纜早期損壞的重要原因。普通的交聯(lián)電纜的生產(chǎn)及應(yīng)用已有近三十年的歷史，其在干燥環(huán)境下具有優(yōu)良的電氣和機(jī)械性能，但在實(shí)際應(yīng)用中電纜敷設(shè)的環(huán)境通常比較惡劣，電纜經(jīng)常需要短期或長(zhǎng)期浸泡在水中，或者處在潮氣濕度很大的環(huán)境下，而普通交聯(lián)電

5、纜完全不具有抗水樹能力，在長(zhǎng)期使用下絕緣會(huì)逐漸吸收環(huán)境中的水分，再由于電纜絕緣中存在大量的微小空隙，因此在微孑L中會(huì)充滿水分，而充水微孑L可在很低的電壓下產(chǎn)生水樹。在電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用下，電纜絕緣層中會(huì)引發(fā)大量的水樹枝，水樹老化使絕緣分子開裂；當(dāng)微孔中水樹達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，絕緣電氣和機(jī)械性能將急劇下降，導(dǎo)電的水樹枝(電樹枝)會(huì)損耗大量的電能，并最終引起電纜絕緣層的擊穿，從而大大減少電纜壽命。收稿日期：2009．11-10作者簡(jiǎn)介：趙海燕(1970一)，女，工程師．作者地址：山東新泰市金斗路568號(hào)[27120

6、0]2010年第4期電線電纜2010年8月No．42O10ElectricWire＆CableAug．，2010究作簡(jiǎn)要介紹。當(dāng)絕緣體中存在空穴異物時(shí)，會(huì)造成電場(chǎng)集中，并以此為起點(diǎn)產(chǎn)生蝴蝶狀樹枝；當(dāng)絕緣體中存在微1水樹枝的定義及產(chǎn)生的機(jī)理孔時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生電暈放電樹枝，通常其比上述水樹枝DL／T1070-2007標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水樹的定義是“在絕先形成并即發(fā)生電氣放電。圖2～圖4分別為幾種緣中存在水分、電應(yīng)力和某些誘發(fā)因素，如雜質(zhì)、突因電纜質(zhì)量的缺陷引起的水樹枝形態(tài)。起、空間電荷或離子時(shí)發(fā)展成的一些微通道”。水樹產(chǎn)生

7、機(jī)理的分析目前尚有幾種不同的理論，相比之下有兩個(gè)主流的理論是得到廣泛的認(rèn)可，一是電應(yīng)力理論，二是電化學(xué)氧化理論。電應(yīng)力理論認(rèn)為，電纜在生產(chǎn)和運(yùn)行過程中的內(nèi)部應(yīng)力是促進(jìn)水樹枝生長(zhǎng)的主要原因。當(dāng)電纜在經(jīng)受電壓和水時(shí)，在高壓工頻電場(chǎng)中，極性水分子產(chǎn)生強(qiáng)烈的遷移并將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和熱能，獲得圖2發(fā)散形水樹枝之一(存在于內(nèi)屏蔽缺陷處)巨大能量的水分子在絕緣內(nèi)部劇烈運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水分子能量足以打斷電纜絕緣層XLPE分子鏈的時(shí)候，就會(huì)在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，導(dǎo)體附近的XLPE絕緣的應(yīng)變就會(huì)增加，而在應(yīng)變較大的區(qū)域(如雜

8、質(zhì)和氣孔等處)便生成水樹枝。電化學(xué)氧化理論認(rèn)為，水中存在的離子會(huì)促進(jìn)聚合物發(fā)生氧化作用，氧化作用破壞了聚合物分子鏈，于是在聚合物內(nèi)部形成小孑L。氧化產(chǎn)生的羧酸陰離子使得水樹的小孔壁更加親水，所以滲透的離子溶解于親水性的小孔內(nèi)。圖3發(fā)散形水樹枝之二(存在于內(nèi)、外屏蔽缺陷處)另外，還有一種理論認(rèn)為，水樹枝生長(zhǎng)與局部放電為彼此的誘因，在局部放電高壓電場(chǎng)下，電纜絕緣內(nèi)部的水分子從電場(chǎng)中獲得能量，產(chǎn)生水錘效應(yīng)。在水分子的撞擊下，XLPE高分子鏈發(fā)生斷