在20世纪60年代出现了一种聚乙烯(PE)的新材料,在以后的几年内又发展和改进为交联聚乙烯(XLPE)。这类具有奇异的介电常数的新材料曾经是所有问题的解决办法,无功损耗低,并有惊人的绝缘性能。这类材料的电力电缆安装费用低,而使电缆本身的敷设更容易。从而为许多薄弱的架空线路走向地下提供了可能。但20年后,人们从这种初始的欣慰中逐渐冷静下来,开始关注塑料绝缘电力电缆应用的相关技术问题。
首先是作为聚合过程的残余物而产生的水,有时则通过电缆外伤,不正确的安装或外层绝缘破损的机械损伤而进的水。这种水经过长时间过程逐渐形成水树枝,水树枝的形成持续时间取决于自由水分的可获量和电场,可能会要几年或几十年,但是其最终结果是在整个绝缘的各处形成一个或许多个充满水分的只有几个微米宽的狭窄通道。只要不发生极端情况,这种充满着水分子的通道可以长时间不发生问题。只要负荷变化,发热由直流电压造成的完全变干或电气反应或因外护层故障而从外部使电介质浸入等,将使该部位产生闪络。
如果水树枝尚未完全贯穿绝缘层,则剩余的PE/XLPE绝缘完全可能使电缆“安全”运行。但是,一旦这个“通道”或“空间”变干或处于更高的电压下或因过电压的快速瞬变,水树枝通道会变为电树枝。这些电树枝发展得比水树枝快得多,而且一旦开始,就会伴随着局部放电将聚乙烯熔解而使电树枝继续发展。在几个星期或更短的时间内,电缆就会击穿,其时间取决于负荷和电场强度。(www.xing528.com)
遗憾的是:人们熟知且现行的老办法——直流耐压试验,对上述电缆缺陷显得有些力不从心,在某些情况下,还会进一步损伤绝缘而在试验时并不被发现。交流试验是有效的,但是由于电缆的无功损耗需要很大的功率,需要的试验设备太大、太重和太贵。因此需要研究一个新的试验方法。
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