陆云才,丁毅,陶风波,潘婷,王亚林,尹毅

(1. 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏 南京 211103；2. 上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240)

0 引言

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆在运行过程中,绝缘层中电树枝的引发和生长会导致材料老化和介电性能下降,是引起故障的重要原因[1]。聚合物绝缘材料的电树枝化是一个复杂的物理化学过程,是多种因素共同作用的结果[2],其引发和生长与环境温度、外加电压、机械应力及材料的聚合状态有关[3—4]。绝缘材料的微小缺陷在电缆的使用过程中,受各种因素作用引发电树枝并生长,导致缺陷逐步扩大。当绝缘材料内部形成电树枝时,往往伴随着局部放电(partial dis-char-ge,PD)现象,期间产生的高能粒子对绝缘材料分子结构的破坏,是电树枝的引发和生长过程中的关键因素之一。当电缆绝缘中存在微小绝缘缺陷区域时,电场分布不均,缺陷区域会率先发生PD,诱发电树枝生长,微小气隙或通道会进一步延伸,相互连接形成放电通道,继续发生PD[5]。因此从原理上分析,电树枝的生长和PD信号间存在关联性。

目前国内外对影响电树枝生长因素的研究包括空间电荷、实验温度、外施电压和材料结构等。李光道等[6]利用针-板电极模型,证明了直流电树枝由受陷电荷引发的；陈仕军等[7]的研究表明电压越高电树枝的结构越密集,电树枝起始时间缩短,生长时间延长；王雅妮等[8]利用电荷的注入-抽出理论分析得出温度升高可以加快电荷注入和抽出的速率,增加电荷的迁移距离促进电树枝的生长。……