交联聚乙烯电缆中电树枝化现象给电力系统的安全运行带来极大的隐患,通过分析,电树枝的引发主要是由于有局部场强不均匀点的存在,使得电极与介质表面发生电荷注入与抽出现象,为了防止或抑制电树枝的产生,主要有以下两方面的措施。
1. 电缆设计方面的措施
在实际电缆的运行过程中,电树枝多数是从绝缘层的内侧开始引发,而电树枝引发的基本条件是有电荷的注入与抽出现象,而电荷的注入与抽出的效率与电极与绝缘介质所接触的表面材料有关,因此电缆在绝缘层的内侧与外侧都有半导体层,半导体层的存在一定程度上抑制了电荷的注入与抽出现象,延迟了电树枝的引发,对电缆绝缘层内外侧半导体层。另外,电缆料中的细小杂质也会引起局部的电场集中而引起电荷的注入现象,因此,采用高纯度的电缆料也是抑制电树枝发展的一个重要手段。在电缆的设计方面所采取的措施主要是为了防止局部电场集中点的出现,以防止空间电荷的注入使得聚合物断链。
综上所述,在电缆设计方面可以采取的措施主要有:(1)在电缆线芯材料的选取上,可以考虑采用功函数较小的金属,以达到抑制空间电荷注入的目的;(2)改善电缆绝缘层内外侧的半导体层的材料以改善线芯、半导体层、绝缘层之间的界面状况以阻止空间电荷的注入;(3)采用高纯度的电缆料,减少绝缘层中的杂质含量,提高XLPE电缆绝缘层中电场的均匀度。
2. 敷设施工方面的措施
在电缆的敷设过程中由于施工人员的疏忽,电缆容易受到机械挤压而引起绝缘变形,在电缆接头处容易产生气隙、杂质、凸起毛刺等缺陷,或者破坏了电缆的铠装等,这些缺陷在电缆的运行过程中很容易形成局部场强集中,引起空间电荷的注入,特别严重的部位还有可能直接产生了局部放电。
在施工过程中所产生的缺陷都是可以避免的,采用比较易于安置的电缆接头,并对施工人员进行一定的培训,以防止人为破坏因素的产生。