交联聚乙烯电力电缆的电树枝化试验及其局部放电特征分析

关键词：交联聚乙烯电力电缆；电树枝化试验；局部放电特征

电树枝化是交联聚乙烯电力电缆绝缘效果劣化的根本原因，也是交联聚乙烯电力电缆从绝缘缺陷过渡到绝缘故障的一个中间状态。所以对交联聚乙烯电力电缆在使用过程中的电树枝化进行有效的管理，对提高交联聚乙烯电力电缆的使用寿命具有重要的意义。局部放电是和电树枝化过程密切相关的，通过局部放电特征的分析可以有效的对交联聚乙烯电力电缆的电树枝进行诊断。本文通过电树枝化的实验，分析了不同电压、不同温度对交联聚乙烯电力电缆电树枝化的影响，同时对不同状态下电树枝化的局部放电特征进行了分析。

1 交联聚乙烯电力电缆的电树枝化试验

1.1 试验品的选择

在实验的过程中，为了防止电缆的两端出线放电的情况，本实验对电缆的两头进行了均压处理，在处理时使用的是一套充油的电极系统。结构如图1所示。

实验在检测局部放电的过程中使用的是数字化的监测方法，由调压器、保护电阻、变压器、耦合电容共同组成一个50 kV/50 kVA的无晕局部放电电源系统，传感器使用的是铁氧体罗戈夫斯基线圈，PD信号通过10～100倍的程控进行放大，经过100 kHz的高通滤波之后，使用示波器对实验结果进行观测和存储。

1.3 实验过程

2 交联聚乙烯电力电缆的电树枝化试验分析

通过对上面的表格和图片进行分析，可以得出下面的结论。

2.1 电树枝的形成受到电压的影响

通过分析上面表格中的数据可以得知，a、b、c、d四个样本在同一个温度下，施加的电压越强，电树枝的形成时间就越长。通过观察a、b、c、d四个样本的电树枝图片可以得知，电压越强，电树枝的根系也就越发达，说明电树枝化的程度会随着电压的增强越来越严重。

2.2 电树枝的形成受到温度的影响

通过分析上面表格中的数据得知，e、f、g三个样本在同一个强度的电压下，温度越高，电树枝的生长时间就越短。通过观察e、f、g三个样本的电树枝图片可以得知，温度越强，电树枝的根系密度越小，说明电树枝化的程度会随着温度的升高而减小。

3 交联聚乙烯电力电缆电树枝化局部放电特征分析

不同样品的放电特征图如图3（a）～（f）所示。

通过上述分析可以得出如下结论：影响电树枝内部局部放电的因素是外加电场与电树枝周围的空间电荷形成的复合电场，并且最大的放电量相位和平均放电量相位随着电树枝的发展逐渐减小。

4 实验结论

本文将XLPE电缆分为了七个试验样本，对其中的四个试验样本在同一个温度下进行了升压试验，对其中的三个试验样本在同一个电压下进行了升温试验，通过试验数据和试验图片的分析得出了如下结论：

①在常温和相同的温度下，随着电压的增加，电树枝的形成时间会变长，电树枝的密度也会增加，形状逐渐由树枝状变成丛状；在一定的压力条件下，随着温度的增加，电树枝的形成时间会缩短，电树枝的形状先密后疏，但是当温度在90 ℃时，温度的变化对电树枝形状的影响最小。

②电缆在实际的使用过程中受到温度和压力的影响与实验结果的趋势相同，但是电树枝的实际形成过程和实验结果有一定的差异。

5 结 语

本文通过对交联聚乙烯电力电缆的电树枝化进行试验，通过对实验结果的分析得出了电树枝化形成的规律和树枝化过程中局部放电特征的相关结论，对采取交联聚乙烯电力电缆预防树枝化措施具有重要的意义。