随着城市化进程加快,电力电缆取代架空线路的趋势成为必然。其中交联聚乙烯电缆凭借其优越的电气性能,被广泛应用于城市电力网络建设中。研究XLPE电缆绝缘老化机理,对于电缆故障的预判,保证电力系统可靠运行具有极其重要的意义,而空间电荷在聚合物绝缘老化和击穿理论中占有重要地位。空间电荷的积累会导致局部电场畸变,破坏微观结构,同时结构的破坏又会积累更多空间电荷,造成恶性循环,直至击穿。在电缆实际运行当中,缆芯发热导致绝缘材料内外产生温差,影响绝缘层电场分布,电场分布不均与温差的存在影响着电缆老化。因此本文对XLPE电缆进行温度梯度场下的电热联合老化,并从多角度研究其空间电荷特性,旨在发现温度梯度场下空间电荷老化变化发展规律,完善XLPE老化特性研究,帮助评估电缆绝缘的劣化程度。本文对已在现场运行15年的1OkVXLPE电缆进行温度梯度场下电热加速联合老化,电压为34.8kV,温度梯度为内侧115℃,外侧80℃,老化周期200天,分为5个阶段。在电热老化过程中定期在线测量电缆本体空间电荷分布,观测其积聚与迁移。同时定期取样得到不同阶段不同层次电缆切片,对其进行直流电场下与工频交流电场下空间电荷测量。为配和切片电荷测试,对电缆切片进行工频击穿实验、凝胶含量测试、XRD实验与介电谱实验分析材料变化来辅助了解空间电荷。实验结果表明:(1)电缆本体空间电荷在温度梯度场的加速老化过程中,积聚并发生了迁移,迁移由电缆内层向外迁移,迁移过程中电荷密度不断减少,迁移速率不断减少。横向对比发现,电压更高,其空间电荷速率迁移速率更快,持续时间更短。(2)电缆切片空间电荷的积聚在直流与交流下特性不尽相同,这是因为绝缘中“陷阱”受到电场激励的“反应”不完全一样。但也有表现共性的地方:电荷量在老化过程中整体呈上升趋势,积累电荷量中内层最大,中层次之,外层最小;去极化过程中,衰减时间常数均呈整体下降趋势。(3)工频击穿场强变化曲线较好对应交流切片电荷量变化曲线,说明空间电荷对击穿场强有重要影响;凝胶含量、XRD、介电谱实验结果规律与工频击穿实验变化规律不一致,说明电缆切片理化特性对老化影响较少。