电缆的老化现象及局部放电行为

正常情况下，XLPE电缆的寿命是30-50年。我国投放使用XLPE电缆的时间己有三四十年之久，很多电缆的绝缘材质和绝缘性能都发生很大的退化。电缆的老化现象导致各种停电事故频繁发生，这也给电力系统带来了巨大的安全隐患以及经济损失。

在长期通电工作的状态下，交联聚乙烯电缆会受到电场、高温、潮湿空气、地下酸碱腐蚀等恶劣因素的影响，从而导致XLPE电缆绝缘材质的分解退化，绝缘性能下降，这种绝缘材质发生缓慢退化的过程叫做电缆的老化现象。导致XLPE电缆老化现象的因素有很多，总结起来主要是绝缘材质中出现电树枝、水树枝以及化学腐蚀等。

通常，在电缆出现老化现象的初期，绝缘介质内部的水滴首先会在电场的作用下不断扩展形成水树。在长期通电工作的状态下，当电场强度超过电缆绝缘层的电介质所能承受的最大值时，这些水树就会发生转化成为电树，电缆的绝缘性能也会大大下降，从而导致局部放电现象的发生。

电缆的局部放电是指电缆在通电工作的情况下，因为局部电场强度分布集中，超过绝缘介质能够承受的最大电压，而导致的小范围放电的现象。这种小范围的放电现象只是发生在电缆绝缘介质的某一局部区域，并没有贯穿到导体部分。导致电缆绝缘部分发生局部放电行为的直接原因是外电场分部不均匀。由于制造工艺水平以及电缆敷设环境的影响，电缆中存在介质分布不均匀、绝缘体中混有气泡、毛刺、绝缘内部裂纹等缺陷。这些缺陷会导致电场强度在某些局部区域较为集中，当该区域的电场强度大于绝缘介质所能承受的临界值时，就会发生局部放电。绝缘材质在电场的作用下发生电离反应，通过电离反应而出现的电子以及其他正负离子等在运动的过程中会撞击到电缆的绝缘内壁，由于在电场作用下，这些电子和离子具有很大的能量，这些能量足够使得绝缘材料的高分子化学键断裂。在通电发生局部放电的位置，绝缘介质会发热到较高的温度，这种高温可能会融化或者灼烧绝缘材质，而且高温还会促进氧化反应，使得电缆的绝缘材质进一步分解劣化。电缆的局部放电还会产生一些带有很高能量的射线，这些带有高能量的射线也会导致绝缘层化学键的断裂，加剧绝缘老化。一般情况下，局部放电现象不会导致电缆绝缘部分的击穿，但是如果电缆长期处于局部放电的情况下，电缆的绝缘材质会发生持续的劣化现象，最终也会导致绝缘层被击穿。