交联聚乙烯电力电缆水树产生机理_检测及预防.doc

2009年第 4期 No. 4　 2009  电线电缆 Electric W ire Cable  2009年 8月 Aug. , 2009  交联聚乙烯电力电缆水树产生机理、测及预防 陈　涛 ,　魏娜娜 ,　陈守娥 ,　王连成 ,　王　雨 (特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司 ,山东新泰 271200) 摘要 :分析交联聚乙烯电力电缆绝缘中水树产生的机理及检测方法 ,并对如何防止绝缘中水树产生提出了解 决措施。 关键词 :交联聚乙烯电力电缆 ;水树 ;产生机理 ;预防 中图分类号 : TM247. 1文献标识码 : A M echan ism, D etection and Preven tion of W a ter Tree ing in XL PE Power Cables CHEN Tao, et al Abstract: In this paper the mechanism and detection of water treeing in the XLPE cable insulation were analyzed. M easures to p revent water treeing generation in the cable insulation were recommended. Key words: XLPE power cable; water treeing; mechanism of generation; p revention 察结果显示 ,地下电缆被水浸泡造成水树的生长情 况比在空气中的情况要显著。 目前 ,交联聚乙烯 ( XLPE )绝缘电力电缆产品 ( 2)对 275 kV具有径向防水构造的铝包 XLPE 的生产及应用已有近三十年的历史。其在干燥环境电缆投入使用 10年后抽检 ,撤出 3条 25 m长电缆 下具有优良的电气和机械性能 ,但在实际应用中电做绝缘击穿测试 ,结果显示与投入使用前性能相近。 缆敷设的环境通常比较恶劣 ,电缆经常需要短期或其领结形水树的长度最大约为 160μm ,被确认绝缘 长期浸泡在水中 ,或者处在潮气湿度很大的环境下。性能没受影响。 在此条件下长期使用 ,绝缘会逐渐吸收环境中的水 ( 3)曾对仅有普通 PVC外护层、铅箔的简易 分 ,在电场的作用下久而久之会在电缆绝缘中引发防水层、铝护套等 3种型式 66 kV电缆做研究。按 大量的水树 ,水树老化使绝缘高分子裂解。当绝缘外部浸水条件做对比测试 ,结果显示具有径向防水 中水树达到饱和状态时 ,绝缘电气和机械性能将急构造的电缆绝缘性能与初始性能相同 ;而没有径向 剧下降 ,导电的水树即电树会损耗大量的电能 ,并最防水层的普通 PVC外护层电缆 ,在不长时间其绝缘 终引起电缆绝缘击穿 ,从而大大减少电缆寿命。据性能已有降低趋势。 统计 ,国内城网 10～35 kV电力系统中 ,地下使用的因此 ,水树对于交联电缆的危害性是很大的 ,需 普通 XLPE绝缘电缆 ,普遍在运行 8至 12年生长出要对其产生机理、测及预防方法进行认真研究分 大量水树 ,致使大量交联电缆因水树而发生击穿事析。 故 ,影响电网的安全运行。 日本曾对电缆老化现状做过调查 ,并对空气中 与浸水中电缆进行老化特性的比较 ,得出以下结水树是电缆绝缘中水分在高压电场作用下形成 [1] ( 1)对经历了 12年、12. 4年、14年运行的 3回电缆绝缘中的空隙有水树、树和化学树等形状 ,它 77 kV电缆 (干法交联、三层共挤结构 )撤出后进行们产生的机理都不完全相同 ,但在它们生长的过程 了工频、击击穿试验 ,结果显示其绝缘击穿电压均中却可以相互转化、互促进。 比投产初期降低 25%～50%。同时 ,水树分布的考　　自 1967年发现 XLPE绝缘水树老化后 ,目前已 确认水树是交联电缆绝缘老化的主要原因。大量试 验表明水树会造成局部应力增大。高温下水树会发 作者简介 :陈　涛 (1977 - ) ,男 ,工程师 . 作者地址 :山东新泰市金斗路 568号 [ 271200 ]. 2009年第 4期 No. 4　 2009  电线电缆 Electric W ire Cable  2009年 8月 Aug. , 2009  会使温度升高。据日本东京电力工业研究所计算 , 间隙内的水分每升高 10,压力会升高 47. 3 kg / 2 伸缩力。一个充水的间隙在电场的作用下会受到向 间隙外的、着电场方向的麦克斯韦应力和海默霍 德应力 ,称为电致伸缩外向力。同时水的表面张力 会对抗外向力造成电致伸缩。此时间隙受到的净压 力 P