摘要：本文包含交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理的基本知识。通过概念解释和要点讲解，了解影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能变化的因素，掌握交联聚乙烯连理电缆绝缘老化机理。
关键词：因素；老化机理及形态
电缆绝缘材料的绝缘性能随时间的增加发生不可逆下降的现象称为绝缘老化。其表现形势主要有击穿强度降低，介质损耗增加，机械性能或其他性能下降等。
一、影响交联聚乙烯电力电缆绝缘性能的因素
1.制造工艺和绝缘原材料
（1）制造厂家所用绝缘材料或制造过程中侵入水分及其他杂质，都将引起结缘性能降低。
（2）制造工艺落后（如湿法交联）导致交联绝缘层中遗留下水分，起泡或致屏蔽层不能均匀紧贴在主绝缘上，产生微笑的缝隙，都将降低交联电缆的绝缘性能。
2．运行条件
（1）运行电压不正常，电压越高，击穿电压越低。电压作用时间足够长时，则易引起击热穿或电老化，使电缆绝缘击穿电压急剧下降。
（2）超负荷运行，电缆过热，当温度高达至一定值时，绝缘的击穿电压将大幅度下降。
（3）电压性质对电缆绝缘也有影响：冲击击穿电压较工频击穿电压高；直流电压下，介质损耗小，击穿电压较工频击穿电压高；高频下局部放电严重，发热严重，其击穿电压最低。
（4）交联绝缘是固体绝缘，其累计效应也不容忽视。多次施加同样幅值的电压，每次产生一定程度的绝缘损伤，而不像油浸类绝缘有一定的自愈能力，因此其损伤可逐步积累，最后导致交联绝缘彻底击穿。
（5）任何外力破坏，机械应力损伤，都将使电缆的整体结构受到破坏而导致水分及其他有害杂质侵入，可迅速降低交联绝缘的击穿强度。
二、交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理及形态
在电场的长时间作用下逐渐使绝缘介质的物理、化学性能发生不可逆的劣化，最终导致击穿，即称老化。电老化的类型有电离性老化，电导性老化和电解性老化。前两种主要在交变电场下产生，后一种主要在直流电场下产生。有机介质表面绝缘性能破坏的表现，还有表面漏电起痕。
1.电离性老化
在绝缘介质夹层或内部如果存在气隙或气泡，在交变电场下气隙或气泡的场强较临近绝缘介质内的场强大得多，而气体的起始电离场强又比固体介质低的多，所以在该气隙或气泡内很容易发生电离。
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此种电离对固体介质的绝缘有许多不良后果。例如：气泡体积膨胀使介质开裂，分层，并使该部分绝缘的电导和介质损耗增大：电离的作用还可以使有机绝缘物分解，新分解出的气体又会加入到新的电离过程中：还会产生对绝缘材料或金属有腐蚀作用的气体：电离还会造成电场的局部畸变，使局部介质承受过高的电压，对电离的进一步发展起促进作用。气隙或气泡的分离，通过上述综合效应使临近绝缘物的分解、破坏（表现为变酥、碳化等型式），并沿电场方向逐渐向绝缘层深处发展，在有机绝缘材料中放电发展通道会呈树枝状，称为“电树枝”。这种电离性老化过程和局部放电密切相关。
2.电导性老化
如果在两级之间的绝缘层中存在液态导电物质（例如水），则当该处理强超某定值时，该液体会沿电场方向逐渐深入到绝缘层中，形成近视树枝状的痕迹，称为水树枝，水树枝呈绒毛状的一片或多片，有扇状、羽毛状、蝴蝶状等多种型式。产生和发展水树枝所需的场强比产生的发展电树枝所需的场强低得多。产生水树枝的原因是水或其他电解液中离子在交变电场下反复冲击绝缘物，使其发生疲劳损坏和化学分解，电解液便随之逐渐渗透、扩散到绝缘深处。
3.电解性老化
在直流电压的长期作用下，即使所加电压低于局部放电的起始电压，由于绝缘介质内部进行着电化学过程，绝缘介质也会逐渐老化，导致击穿。当有潮气浸入绝缘介质时，水分子本身就会离解出H+和O2-，会加速电解性老化。
4表面漏电起痕及电蚀损
这是有机绝缘介质表面的一种电老化问题。在潮湿、污脏的绝缘介质表面会流过泄漏电流，在电流密度较大处会先形成干燥带，电压分布随之不均匀，在干燥带上分担较高电压，从而会形成放电小火花或小电弧。此种放电现象会使绝缘表面过热，局部碳化、烧蚀，形成漏电痕迹，漏电痕迹的持续发展可逐渐形成沿绝缘表面贯通两级的放电通道。
三、结束语
交联聚乙烯绝缘电力电缆作为电力传输媒介广泛应用于电力系统中。电力电缆在经过长时间运行后，其绝缘内部会产生水树，使绝缘局部电场增强，造成电缆绝缘性能下降，甚至发生突发击穿事故，影响电力系统的安全稳定运行。认识水树老化给XLPE绝缘介电性能带来的影响，由此发展安全有效的电缆无损试验方法，评估电缆老化程度并采取相关措施避免电力事故的发生是电力部门目前迫切需求的。
参考文献：
[1] 林俊；交联聚乙烯电力电缆绝缘老化机理及在线监测探讨；中国高新技术企业；2008（18）：113-113
[2] 吴倩，刘毅刚；高压交联聚乙烯电缆绝缘老化及其诊断技术述评；广东电力；2013，16（4）：1-6
作者简介：
熊路（1986-），男，国网南昌供电公司运维检修部工程师，研究方向：电力工程及其自动化。
张夏利（1984-），女，国网南昌供电公司电力调度控制中心高级工程师，研究方向：电力工程及其自动化。
论文作者:熊路,张夏利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：交联论文; 电压论文; 介质论文; 电离论文; 聚乙烯论文; 电缆论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第27期论文;