电树枝的引发阶段是指从局部场强的集中到气体放电微孔的形成这一阶段。这一段时间也称为电树枝的潜伏期,其持续时间从几个月至几年不等,在电树枝的潜伏期中,基本上没有明显的局部放电信号的产生,无法通过检测局部放电信号来判断XLPE的绝缘状态,给XLPE电缆的寿命预测带来极大的困难。经过国内外的学者研究发现,电树枝的引发时间的主要受电压幅值、电压频率、温度与缺陷类型的影响,而这些外施应力都具有相同的效果,就是改变了缺陷附近的电场分布,引起了局部电场集中,因此有必要对影响电树枝的引发时间的因素进一步的研究,为XLPE电缆的潜伏性故障预测提供理论依据。
电树枝引发的基本过程
国内外研究学者公认,电树枝的引发是一种极其复杂的电腐蚀现象,包括电荷注入一抽出、局部放电、局部气压、局部高温、电一机械力、物理变形、化学分解等在内的复杂综合过程,由于电树枝的复杂、随机、多变,导致到目前为止,仍然没有一个统一的理论能对电树枝的引发过程中的所有现象进行合理的描述,自发现电树枝以来,人们就提出了一系列的机理来解释电树枝的引发,其中比较具有代表性的理论主要有气隙放电理论、麦克斯韦电一机械应力理论,电子碰撞,电致发光的光降解理论,陷阱理论。现在一般的认为,电树枝引发与注入到聚合物中的电荷有关,聚合物的断链与自由基的形成是电树枝开始引发的标志,引起聚合物的断链的原因还没有统一的理论,有的认为是注入的电子获得足够的能力后撞击大分子所致,有的认为是注入的载流子在复合时引起电致发光,其中紫外线部分引起光降解,使化学键断裂。在实际中,电树枝的引发通常是由于几种应力综合下使得缺陷附近形成局部场强集中,从而引起了电荷的注入与抽出,而且空间电荷的注入效率也与多种因素有关,如电极金属的材料、电压的波形、机械应力的影响、温度等,电荷的注入与抽出使得绝缘层聚合物的断链,此时游离在空气中的氧分子再次与分子断链生产的自由基反应,经过反复的电化学作用,在聚合物中形成了空气微孔,导致了电树枝的引发,上图描述了电树枝引发的基本过程。