电树枝的引发理论

自从聚合物中的电树枝化现象被发现以来，国内外的学者在聚乙烯(PE)，交联聚乙烯(XLPE)等材料上进行了大量的实验，但是由于电树枝的复杂、随机、多变，导致目前为止仍然没有一个统一的理论能够对电树枝的引发现象进行合理的解释，在对电树枝化现象研究的初期，人们是通过局部放电发现了电树枝的存在，由于缺乏研究的手段，因此人为电树枝是局部放电造成的，当外施电压较高时，在聚合物材料的缺陷处形成了局部的高场强，在电缆内、外侧的细小气隙处发生了局部放电现象，而电树枝则是局部放电的产物，这一理论无法解释在电树枝引发前的光发射现象与在低压条件下电树枝形成的原因。之后，人们根据在对聚合物电树枝化的实验中观察到的现象，提出了电树枝的产生是由于电、机械应力联合作用的麦克斯韦电一机械应力论，以及局部高场强使得聚合物发生局部固有击穿的局部固有击穿理论，但是这些理论都不能全面的解释在电树枝引发过程以及实验中所观测各种现象。

在大量的试验中，人们发现电树枝的引发与注入到聚合物中的电荷有关，而聚合物材料中分子的断链和自由基的形成是电树枝开始引发的标志，这一发现使人们的研究向着微观的方向靠拢。但是在对引起分子断链和形成自由基的原因有不同的解释，其中被人们普遍接受的有两种理论，一种是电子碰撞理论，该理论认为是在金属电极注入的电子通过电场获得足够的能量后撞击聚合物大分子而引起的断链。另一种是电致发光理论，认为是注入的载流子在聚合物的陷阱处复合时先引起电致发光，电致发光中的紫外线高能部分引起聚合物材料光降解，使得化学键断裂，形成的自由基与氧分子再次发生反应，加速了聚合物的降解速度，最终形成了气体放电通道。