机械应力与电压频率对XLPE电缆电树的影响.pdfVIP

维普资讯 ·6 · Apr．2003 HIGH VOITAGE ENGINEERING Vo1．29No．4 机械应力与电压频率对 XLPE 电缆 电树 的影响 TheInfluenceofResidualM echanicalStressandVoltageFrequencyonElectricalTreeinXIPE 郑晓泉 ，GChen。 (1．西安交通大学电力设备 电气绝缘 国家重点实验 室，西安 710049； 2．英国南安普敦大学电子与计算机科学系，南安普敦 SO171BJ) 摘 要 实验研究了机械应力和 电压频率对 XLPE电缆绝 高压塑料电力 电缆的制造和敷设过程 中很容易 缘 中电树枝起始特性、生长特性及 电树枝结构的影响。研究 造成绝缘结构中的应力集 中口]。如在制造过程 中， 发现 ，与不含应力试样相 比，含有机械应力的XLPE试样 中 挤出厚绝缘的外层先冷却，内层后冷却，导致绝缘外 电树枝的引发时间短，生长速度快，且低频下生长的电树枝 常有类似于松树枝的结构，高频下均为单纯稠密枝状结构。 层 出现压应力 ，内层产生拉应力 ；电缆弯曲时，面向 无应力试样 中低频 电树枝则为枝状或枝状与局部丛林状共 和背对弯 曲中心的缆心两侧绝缘内会分别 出现压应 存 的混合结构 。 力和拉应力 。因此 ，应尽可能避免制造和敷设电缆时 Abstract Inthispaper，both theinitiationand growthof electricaltreesunderhighelectricstresshasbeenstudiedin 绝缘中出现机械应力，同时开发减少和消除残余机 cross．．1inkedpolyethylenetoexploretheeffectsoftheinter．． 械应力 的改性 XIPE材料和新绝缘结构。 halmechanicalstress、Itwasfoundthatinthesamplescon— 局部放 电与所施加电压 的频率直接相关 ，因此 tainingmechanicalstressaroundthetiptheinitiationtimeis 高、低频电压下的电树枝结构有很大不同。本文采用 significantlyshorterandgrowthrateisfastercomparedwith thoseinthesamplewithoutmechanicalstress．Theeffectof 无应力 XIPE试样系统研究单纯 电压频率对 电树 internalm echanicalstressand thefrequencyoftheapplied 枝结构的影响。 voltageboth on the structure ofelectricaltreehave also been investigated．W hen internalmechanicalstressexist， 1 试样及系统 theresultsindicatethatifitgrowsatlow frequencythetree often hasastructureofpine．．branch．．1ikeorsomepartwith 图 1中5mm厚试样取 自高压 XIPE电缆 。电 branchandotherpartwithpine—like．Ifinternalmechanical 极为典型的针板结构 ，钢 、钨两种针电极 的针尖曲率 stressdoesnotexist，thetreeoftenhasastructureofthin 半径分别为 (5±1)、(3士1)pm。为保持与 XIPE介 branchorbra