煤矿井下环境潮湿,矿用高压电缆绝缘层中的微气泡、杂质、突起等会造成局部强电场,在强电场和水分共同作用下,久而久之,就会发生水树枝现象。水分、电场和起点是水树枝产生的三个必备条件,缺少其中任何一个水树枝都不会发生,如图所示。根据发生机理的不同,水树枝可分为三种:内导水树枝、外导水树枝和蝶状水树枝。由导体内半导电层产生的水树枝称之为部内导水树枝;与之对应,导体外半部导电层产生的水树枝称之为部外导水树枝;蝶状水树枝则是在绝缘层的空隙上产生的。
水树枝产生原因示意图
由水树枝引起的绝缘故障发展过程示意图