電力電纜的老化機理

長期的實踐（jiàn）經（jīng）驗表明，已投入（rù）運行的高壓電（diàn）纜，在工作一定年限之後，就會出（chū）現所（suǒ）謂的絕緣老化，造成這種老化的原（yuán）因是多（duō）方麵（miàn）的。電纜絕緣故障的產生主要有以下三個方麵的原因：

（1）生產工藝的不成熟，為了使得所生產的高壓電纜內部電場分布均勻，電纜（lǎn）芯表麵需要非常光滑，同時（shí），電纜的絕緣層純度（dù）要求非常的高。這是因為，如果線芯表麵有（yǒu）毛刺或者（zhě）絕緣材料的純度達不到標準以至於絕緣材料內有氣隙或雜質的話，就會導致（zhì）該段電纜投入運行後，在有瑕疵的部位會產生局部很強的電場，長期處於（yú）該強電（diàn）場作用下的絕（jué）緣層會產生（shēng）尖端放電（diàn），一些遊離的電子不斷撞擊周圍絕緣（yuán）層，最終導致絕緣的老化。

（2）安裝工藝不夠熟練，在（zài）安裝過程中，應盡量做到“三不”。即盡量不折損電纜（lǎn），盡量不（bú）讓利器損壞電纜，盡量不損害中間接（jiē）頭或終端的（de）預製件跟電纜本體之間的絕緣。
    
（3）運行中的電纜，由（yóu）於深埋於地下，存在的熱老化，化學老化，電（diàn）老化，護層（céng）腐蝕，機械應力等，這些都是與人為（wéi）因（yīn）素無關的自然老化，可以通過改進（jìn）材料性能，改善電纜結構，加強電纜保護來予以改進。
    
不同原因所（suǒ）誘發的絕緣故障，其發生的周期有很（hěn）大（dà）的差異性，對於生產工藝不良所造成的電纜缺陷，故障發（fā）生周期大致是投入（rù）運行後十年左右；由於安裝敷設工藝不良所造成的缺陷，在電纜投入運（yùn）行（háng）後不久即（jí）會顯露出來；而由於一（yī）些自然原因導（dǎo）致的電纜絕緣老化，其周期是非常長的，一般在投入運行二十年（nián）後，才（cái）會逐步的出現。隨著國外先進生產工（gōng）藝和生產設備的引入，由於生產（chǎn）工（gōng）藝的不成熟造成電纜本身質量偏下的問題已（yǐ）經（jīng）得（dé）到很好的解決。經有關部門統計發現，超過65%的絕緣故障都是由（yóu）自然因素造成的，其外在表現形式是絕緣電阻下降，介損角增（zēng）大。它（tā）們還存在一（yī）個共性的問題就是，在這種老化（huà）的絕緣層當中都存在樹（shù）枝狀的放電通（tōng）道。
    
下（xià）表（biǎo）列出了（le）電力電纜各種老化因素與外（wài）在表現形態之間的關係。由表（biǎo）可知，這些自然損傷在（zài）早期可能表現為不同的症狀，但是隨著絕緣層的（de）進（jìn）一步老化，這些損傷都會以局部放電的方式表現出來。事實上，這個（gè）過程是極其複雜的，電纜絕緣層內部出現的一些小的損傷，首先會造成局部某些點上電場分布不均勻，導致這些點（diǎn）處存在絕緣介質（zhì）的遊離，電離，從而導致產生很微小的放電通道，形成局部放電。對於這些微小的放電通道，在顯微鏡下觀察，會發覺（jiào）其輪（lún）廓呈現（xiàn）樹（shù）枝（zhī）狀，根據產生（shēng）通道的不同原因將這些通道命名為水樹枝，電樹枝，化（huà）學樹枝。這些樹枝與局部放電關係密切，相鋪相成，樹枝的形成導致局部（bù）放電的產生，局部放電的發生反過（guò）來（lái）又促進了樹枝的生長。現在一個比較主流的觀點是，水樹枝是電（diàn）樹枝與化學（xué）樹枝生長的產物，當水（shuǐ）樹枝生長到一定（dìng）程度時（shí），局部放電的放電量將達到一個很高的強度，此（cǐ）時電（diàn）纜的絕緣基本上失效，電纜需要更換。換句話說，高壓XLPE電力電纜（lǎn）的運行狀態與絕緣層內水樹枝的分布情況、局部放電量之間有很好的相關性，可以通過（guò）研究局部放電量的大小來了解電纜內部水樹枝的生長情況，從而診斷出電纜的運行狀況。

電纜絕緣老化機理和組態