交聯(lián)聚乙烯絕緣自五十年代問(wèn)世以來(lái),因其電氣絕緣性能好，抗酸堿，耐腐蝕，長(zhǎng)期允許工作溫度高，制造工藝簡(jiǎn)單，安裝方便，維修容易等優(yōu)點(diǎn)，已完全取代油浸紙絕緣電纜，成為城市供電網(wǎng)絡(luò)的最重要的載體。我公司也在近十多年來(lái)大量使用交聯(lián)電纜，但在其運(yùn)行過(guò)程中逐步暴露出來(lái)絕緣材料劣化的問(wèn)題，足以引起我們技術(shù)人員的重視和認(rèn)識(shí)。

近十年的研究和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,聚乙烯絕緣層的破壞原因，主要是絕緣材料樹(shù)枝化,據(jù)武漢高壓研究所專家介紹目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用的非抗水樹(shù)中壓電纜普遍的使用壽命在8～10年之間。而美國(guó)西海岸附近敷設(shè)的161根聚乙烯電纜，運(yùn)行了1～11年以后，檢查已損壞和未損壞的電纜截面發(fā)現(xiàn)，樹(shù)枝化現(xiàn)象相當(dāng)普遍，運(yùn)行五年以上者，幾乎有一半產(chǎn)生了樹(shù)枝化。雖然樹(shù)枝化與電纜壽命之間無(wú)明確的關(guān)系式，但是樹(shù)枝化無(wú)疑降低了電纜的使用壽命。本文將分析電纜水樹(shù)枝的隱患，并提出相應(yīng)對(duì)策。

自1967年發(fā)現(xiàn)XLPE絕緣水樹(shù)老化后，目前已確認(rèn)它成為XLPE電纜老化的主要現(xiàn)象之一。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示交聯(lián)電纜受潮，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生水樹(shù)枝劣化，水樹(shù)枝是直徑為0.1μm到幾個(gè)μm的充滿水的氣隙集合，水樹(shù)枝會(huì)造成局部應(yīng)力增加，可能成為電樹(shù)枝的發(fā)源地。高溫下，水樹(shù)枝里可能發(fā)生顯著的氧化，導(dǎo)致吸水性增大，導(dǎo)電性增高，最終熱擊穿；即使在低溫下，水樹(shù)枝經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間氧化或轉(zhuǎn)化為電樹(shù)枝，也會(huì)造成絕緣的破壞。電纜絕緣中的雜質(zhì)，氣孔以及內(nèi)外半導(dǎo)體層的不均勻處形成的局部高電場(chǎng)部位是發(fā)生水樹(shù)枝的起點(diǎn)。它在高溫和交流電場(chǎng)作用下逐步向電樹(shù)枝轉(zhuǎn)移，直至絕緣擊穿造成故障。特別是當(dāng)電纜長(zhǎng)期浸泡在水中時(shí)，任何施工過(guò)程中的不當(dāng)和外力的作用如果沒(méi)有很好的防水結(jié)構(gòu)，那么電纜更容易產(chǎn)生絕緣的水樹(shù)枝老化，從而造成絕緣的破壞，這樣將會(huì)大大縮短電纜的使用壽命。

水樹(shù)枝產(chǎn)生的機(jī)理見(jiàn)圖1。

圖1　水樹(shù)枝產(chǎn)生機(jī)理

水樹(shù)枝與相對(duì)濕度和電壓的關(guān)系見(jiàn)圖2。

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.－相對(duì)濕度=96％

×－相對(duì)濕度=85％

○－相對(duì)濕度=75％

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圖2　水樹(shù)枝數(shù)目與電壓的關(guān)系

由此可知產(chǎn)生水樹(shù)枝的內(nèi)在原因是電纜本身的質(zhì)量，即電纜絕緣內(nèi)部的雜質(zhì)、氣泡、殘留微水份;外部原因是電場(chǎng)和侵入電纜內(nèi)部的濕汽。

我公司交聯(lián)電纜的使用已有十幾年的歷史，水樹(shù)枝劣化的隱患將會(huì)在幾年后形成重大威脅。

我公司對(duì)交聯(lián)絕緣電纜的使用從1995年開(kāi)始至今已近12年的歷史，從數(shù)量上35kv電纜有1401.5公里/1413根；10kv電纜有6102.2公里/23547根，其變化率如圖示：

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綜觀這些年來(lái)交聯(lián)電纜使用和運(yùn)行，總體上狀況良好，僅發(fā)生4次故障，如下：

雖則電纜運(yùn)行故障僅三例，卻對(duì)電網(wǎng)的連續(xù)供電造成了極為不利的隱患，總結(jié)和剖析誘發(fā)電纜故障的起因不僅能起到保證電網(wǎng)的供電可靠性，而且在降低事故率的同時(shí)有效地降低了供電成本。所以很有必要對(duì)已發(fā)生的電纜故障進(jìn)行解普剖分析。

[舉例分析]

l???????? 江84（江田——中山廣場(chǎng)乙）電纜故障分析

電纜型號(hào)：YJV22-8.7/10,3*400

電纜? ：2721米

投運(yùn)日期：二00三年十一月十四日

故障日期：二00五年八月一日

運(yùn)行時(shí)間：21個(gè)月

故障性質(zhì)：B相接地

江84（江田——中山廣場(chǎng)乙）電纜運(yùn)行在近二年時(shí)間里便發(fā)生了B相接地故障，故障地點(diǎn)在松江區(qū)的洞涇路過(guò)廠區(qū)大門口的鋼管內(nèi)（近萬(wàn)華路），故障的具體部位是電纜本體。故障被排除后，系統(tǒng)恢復(fù)了正常運(yùn)行。然而從被鋸除的故障段電纜查看，在外護(hù)套沒(méi)有看見(jiàn)明顯燒穿的痕跡，于是用5000v搖表測(cè)試故障段電纜絕緣時(shí)發(fā)現(xiàn)：B=3兆歐,A相和C相絕緣均為無(wú)窮大，根據(jù)搖測(cè)得到的數(shù)據(jù)分析，確認(rèn)該段電纜的B相肯定存在問(wèn)題，然后我們對(duì)近30米的故障段電纜逐段鋸下，進(jìn)行仔細(xì)檢查，全面解剖，逐段逐相進(jìn)行搖測(cè)，并對(duì)三相前后數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析的過(guò)程中，恰巧在剝?nèi)ネ馄帘魏?，要進(jìn)行搖測(cè)的同時(shí)，在距離斷開(kāi)處約2.5厘米的地方發(fā)現(xiàn)了故障點(diǎn)，見(jiàn)照片，故障點(diǎn)的直徑僅有1mm還不到，光憑肉眼一不留神就很難發(fā)現(xiàn)的微孔。