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电力电缆的绝缘老化

发布时间:2021-10-11 15:30人气:

①电树枝状老化
交联聚乙烯电力电缆绝缘层在工频、雷电及操作过电压作用下,由于绝缘本身存在的缺陷,如含有杂质、水滴、气泡等,使得局部电场集中,杂质、水滴、气泡等在电场的作用下发生游离,产生自由电子和正离子,自由电子在电场的作用下不断与其他的中性质点发生碰撞,当电场足够大,自由电子被加速,能量达到与之碰撞的中性质点的游离能时,就会发生碰撞游离,产生新的自由电子和正离子,这样使得自由电子的数量增加了,碰撞游离产生的自由电子又参与碰撞,形成新的碰撞游离,经过多次碰撞后,产生大量的电子和正离子,一方面电子的数量在不断增加,另一方面,游离的区域不断向外发展,由于自由电子的运动具有随机性,所以游离放电的发展路径是随机的,而不是均匀的沿每一个方向发展,就象树枝形状一样的放电通道或者放电痕迹,其物理模型如图1.2所示。长期的发生这种放电会使得绝缘中有微小电流通过,在绝缘层发热,导致电缆绝缘老化,即树枝状老化。

②水树老化
电缆由于施工环境的限制,施工工艺不高,使电缆头在制作过程中就留下水分:在运行中,也会由于环境的潮湿而受潮,也就是电缆内部含有水分。水在电缆绝缘层中以水滴或溶解方式存在。当水分以水滴的形式存在于介质中时,由于水不是良好的绝缘介质,具有一定的导电性,水滴上分担的电压很小,使绝缘介质上承受的电场强度增加,导致介质放电,介质的长期放电形成老化。水树可以分为从导体的内半导电层上产生的内导水树、从绝缘的外半导电层产生的外导水树、从绝缘层中空隙等产生的蝴蝶节形水树3类。特别是从内半导电层上产生的内导水树,将使电缆的绝缘强度大幅度降低。交联聚乙烯电缆绝缘层中产生水树模型如图1.3所示。

电缆老化
③化学老化
化学老化是由于电力电缆运行环境引起的,如把电缆敷设在含有石油化学物质的地下而造成聚乙烯护套产生膨胀,其中一种称为硫化的老化现象,对电缆绝缘影响最大,由于硫化物(硫化氢等)透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,这些物质在绝缘层中从内导一侧向护套一侧呈树枝状发展,如同水树一样,这种老化统称为化学树。油、化学物质的种类不同,造成电缆绝缘老化的程度不一,但都会使电缆的各种组成部分膨胀、物理特性降低和电性能降低。

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