电力电缆的老化机理

长期的实践经验表明，已投入运行的高压电缆，在工作一定年限之后，就会出现所谓的绝缘老化，造成这种老化的原因是多方面的。电缆绝缘故障的产生主要有以下三个方面的原因：

（1）生产工艺的不成熟，为了使得所生产的高压电缆内部电场分布均匀，电缆芯表面需要非常光滑，同时，电缆的绝缘层纯度要求非常的高。这是因为，如果线芯表面有毛刺或者绝缘材料的纯度达不到标准以至于绝缘材料内有气隙或杂质的话，就会导致该段电缆投入运行后，在有瑕疵的部位会产生局部很强的电场，长期处于该强电场作用下的绝缘层会产生尖端放电，一些游离的电子不断撞击周围绝缘层，最终导致绝缘的老化。

（2）安装工艺不够熟练，在安装过程中，应尽量做到“三不”。即尽量不折损电缆，尽量不让利器损坏电缆，尽量不损害中间接头或终端的预制件跟电缆本体之间的绝缘。
    
（3）运行中的电缆，由于深埋于地下，存在的热老化，化学老化，电老化，护层腐蚀，机械应力等，这些都是与人为因素无关的自然老化，可以通过改进材料性能，改善电缆结构，加强电缆保护来予以改进。
    
不同原因所诱发的绝缘故障，其发生的周期有很大的差异性，对于生产工艺不良所造成的电缆缺陷，故障发生周期大致是投入运行后十年左右；由于安装敷设工艺不良所造成的缺陷，在电缆投入运行后不久即会显露出来；而由于一些自然原因导致的电缆绝缘老化，其周期是非常长的，一般在投入运行二十年后，才会逐步的出现。随着国外先进生产工艺和生产设备的引入，由于生产工艺的不成熟造成电缆本身质量偏下的问题已经得到很好的解决。经有关部门统计发现，超过65%的绝缘故障都是由自然因素造成的，其外在表现形式是绝缘电阻下降，介损角增大。它们还存在一个共性的问题就是，在这种老化的绝缘层当中都存在树枝状的放电通道。
    
下表列出了电力电缆各种老化因素与外在表现形态之间的关系。由表可知，这些自然损伤在早期可能表现为不同的症状，但是随着绝缘层的进一步老化，这些损伤都会以局部放电的方式表现出来。事实上，这个过程是极其复杂的，电缆绝缘层内部出现的一些小的损伤，首先会造成局部某些点上电场分布不均匀，导致这些点处存在绝缘介质的游离，电离，从而导致产生很微小的放电通道，形成局部放电。对于这些微小的放电通道，在显微镜下观察，会发觉其轮廓呈现树枝状，根据产生通道的不同原因将这些通道命名为水树枝，电树枝，化学树枝。这些树枝与局部放电关系密切，相铺相成，树枝的形成导致局部放电的产生，局部放电的发生反过来又促进了树枝的生长。现在一个比较主流的观点是，水树枝是电树枝与化学树枝生长的产物，当水树枝生长到一定程度时，局部放电的放电量将达到一个很高的强度，此时电缆的绝缘基本上失效，电缆需要更换。换句话说，高压XLPE电力电缆的运行状态与绝缘层内水树枝的分布情况、局部放电量之间有很好的相关性，可以通过研究局部放电量的大小来了解电缆内部水树枝的生长情况，从而诊断出电缆的运行状况。

电缆绝缘老化机理和组态