正常(cháng)情況下,XLPE電纜的壽(shòu)命是30-50年。我國(guó)投放使用XLPE電(diàn)纜的時間己有三四十年之(zhī)久,很多電纜的絕(jué)緣材(cái)質和絕緣性能(néng)都發生很大的(de)退(tuì)化。電纜的老化現象導(dǎo)致(zhì)各種停電(diàn)事故頻繁發生,這也給電力係統帶來了巨大的安全隱患以及(jí)經(jīng)濟損失。
在長期通電工(gōng)作的狀態下,交聯聚乙烯電纜會受到電(diàn)場、高溫、潮濕空氣、地(dì)下酸堿腐蝕等(děng)惡劣因素的影響,從而導致(zhì)XLPE電纜絕緣材質的分解退化,絕緣性能下降,這種絕緣(yuán)材質發生緩慢退化的過程叫做電纜的老化現象。導致XLPE電纜老化現象的因(yīn)素有很多(duō),總結起來主要是絕緣(yuán)材質中(zhōng)出現(xiàn)電樹枝、水樹枝以及化學腐蝕等。
通常,在(zài)電纜出現老化現(xiàn)象的初期,絕緣(yuán)介質(zhì)內部的水(shuǐ)滴首先會在電場(chǎng)的作用下不斷擴展(zhǎn)形成水樹。在長期通電工作的狀態下,當電場強度(dù)超過電纜絕緣層的電介質所能承受的最大值時,這些水樹就會發(fā)生(shēng)轉化成為電樹,電纜(lǎn)的絕緣性能也會(huì)大大(dà)下降,從而導致局部放電現象的發生(shēng)。
電纜的局部放電是(shì)指電纜在通(tōng)電工作的情況下,因(yīn)為局部電場(chǎng)強度分(fèn)布(bù)集中,超過絕(jué)緣介質能夠承受的最大電壓,而導致的小範圍放電的現象。這種小範圍的(de)放電現象隻是發生(shēng)在電纜絕緣介質(zhì)的某一局部區域,並沒(méi)有(yǒu)貫穿到(dào)導體部分。導致電纜絕緣部分發生局部放電(diàn)行為的直接原因是外電場分部不(bú)均勻。由(yóu)於製造(zào)工藝水平以及電纜敷設環境的影響,電(diàn)纜中存在介質分布不均勻、絕緣體中混有氣泡、毛刺、絕緣(yuán)內部裂紋等缺陷。這些缺(quē)陷會導致電場強度在某些局部(bù)區域較為集中,當(dāng)該區域的電場強(qiáng)度大於絕緣介質所能承受的臨界值時,就會發(fā)生局部放電。絕緣材質在電場的作用下發(fā)生電離反應,通過電離反應而出現的電子以(yǐ)及其他(tā)正負離子(zǐ)等在運動的過程中會撞擊到電纜的絕緣內(nèi)壁,由於在電(diàn)場作(zuò)用(yòng)下,這些電子和(hé)離子(zǐ)具有很大的(de)能(néng)量,這些能量(liàng)足夠使得絕緣材料的高分子化學鍵斷(duàn)裂。在通電發生局部放電的位(wèi)置,絕(jué)緣介質會發熱到較高的溫度,這種高溫(wēn)可能會融化或者灼燒(shāo)絕(jué)緣材質,而且(qiě)高溫還(hái)會促進氧化反應,使得電纜的絕緣材質進一步分解劣化。電纜的局部(bù)放電(diàn)還會產生一些帶有很高能量的(de)射線,這些帶有高能量的射線也會(huì)導致絕緣層化學鍵的斷裂,加劇(jù)絕緣老化。一(yī)般情況下,局部放電現象不會導致電纜絕緣部分的擊穿,但是如果電纜長期處於局部放電的情況下,電纜的絕緣材質會發生持續的劣化現象,最終也會導致絕(jué)緣層被擊穿(chuān)。