交联聚乙烯绝缘自五十年代问世以来,因其电气绝缘性能好，抗酸碱，耐腐蚀，长期允许工作温度高，制造工艺简单，安装方便，维修容易等优点，已完全取代油浸纸绝缘电缆，成为城市供电网络的最重要的载体。我公司也在近十多年来大量使用交联电缆，但在其运行过程中逐步暴露出来绝缘材料劣化的问题，足以引起我们技术人员的重视和认识。

近十年的研究和运行经验表明,聚乙烯绝缘层的破坏原因，主要是绝缘材料树枝化,据武汉高压研究所专家介绍目前国内市场上使用的非抗水树中压电缆普遍的使用寿命在8～10年之间。而美国西海岸附近敷设的161根聚乙烯电缆，运行了1～11年以后，检查已损坏和未损坏的电缆截面发现，树枝化现象相当普遍，运行五年以上者，几乎有一半产生了树枝化。虽然树枝化与电缆寿命之间无明确的关系式，但是树枝化无疑降低了电缆的使用寿命。本文将分析电缆水树枝的隐患，并提出相应对策。

自1967年发现XLPE绝缘水树老化后，目前已确认它成为XLPE电缆老化的主要现象之一。大量试验数据显示交联电缆受潮，在电场作用下产生水树枝劣化，水树枝是直径为0.1μm到几个μm的充满水的气隙集合，水树枝会造成局部应力增加，可能成为电树枝的发源地。高温下，水树枝里可能发生显著的氧化，导致吸水性增大，导电性增高，最终热击穿；即使在低温下，水树枝经较长时间氧化或转化为电树枝，也会造成绝缘的破坏。电缆绝缘中的杂质，气孔以及内外半导体层的不均匀处形成的局部高电场部位是发生水树枝的起点。它在高温和交流电场作用下逐步向电树枝转移，直至绝缘击穿造成故障。特别是当电缆长期浸泡在水中时，任何施工过程中的不当和外力的作用如果没有很好的防水结构，那么电缆更容易产生绝缘的水树枝老化，从而造成绝缘的破坏，这样将会大大缩短电缆的使用寿命。

水树枝产生的机理见图1。

图1　水树枝产生机理

水树枝与相对湿度和电压的关系见图2。

 

.－相对湿度=96％

×－相对湿度=85％

○－相对湿度=75％

 

图2　水树枝数目与电压的关系

由此可知产生水树枝的内在原因是电缆本身的质量，即电缆绝缘内部的杂质、气泡、残留微水份;外部原因是电场和侵入电缆内部的湿汽。

我公司交联电缆的使用已有十几年的历史，水树枝劣化的隐患将会在几年后形成重大威胁。

我公司对交联绝缘电缆的使用从1995年开始至今已近12年的历史，从数量上35kv电缆有1401.5公里/1413根；10kv电缆有6102.2公里/23547根，其变化率如图示：

 

 

 

综观这些年来交联电缆使用和运行，总体上状况良好，仅发生4次故障，如下：

虽则电缆运行故障仅三例，却对电网的连续供电造成了极为不利的隐患，总结和剖析诱发电缆故障的起因不仅能起到保证电网的供电可靠性，而且在降低事故率的同时有效地降低了供电成本。所以很有必要对已发生的电缆故障进行解普剖分析。

[举例分析]

l         江84（江田——中山广场乙）电缆故障分析

电缆型号：YJV22-8.7/10,3*400

电缆  ：2721米

投运日期：二00三年十一月十四日

故障日期：二00五年八月一日

运行时间：21个月

故障性质：B相接地

江84（江田——中山广场乙）电缆运行在近二年时间里便发生了B相接地故障，故障地点在松江区的洞泾路过厂区大门口的钢管内（近万华路），故障的具体部位是电缆本体。故障被排除后，系统恢复了正常运行。然而从被锯除的故障段电缆查看，在外护套没有看见明显烧穿的痕迹，于是用5000v摇表测试故障段电缆绝缘时发现：B=3兆欧,A相和C相绝缘均为无穷大，根据摇测得到的数据分析，确认该段电缆的B相肯定存在问题，然后我们对近30米的故障段电缆逐段锯下，进行仔细检查，全面解剖，逐段逐相进行摇测，并对三相前后数据进行比较分析的过程中，恰巧在剥去外屏蔽后，要进行摇测的同时，在距离断开处约2.5厘米的地方发现了故障点，见照片，故障点的直径仅有1mm还不到，光凭肉眼一不留神就很难发现的微孔。