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摘要：关于交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆的现场试验方法，一直以来都是一个极具争议的问题，随着对这一问题的不断深入研究和发展，当前关于这一问题，业内认为对于3kV以上的橡塑绝缘电缆在以后的实验中，使用交流耐压试验的方法，至此，关于这一问题的争议在业内实现了统一。本文从绝缘缺陷产生机理、交联电缆的绝缘结构特性以及交联聚乙烯绝缘的空间电荷效应几个方面对试验方式变化的必要性进行了具体分析。
关键词：交联聚乙烯；电缆；耐压试验；转变
在当前城市电网不断发展的情况下，传统架空裸线已经逐渐被地下敷设的电缆所取代，而在底下进行电缆的敷设，要想保证其正常、安全、稳定的运行，就需要在前期进行有效的试验，通过试验能够将其中存在的缺陷检查出来，这样就能有效的提高电力部门的运行效率，由此就可以看出，实现方式选择的重要性，近些年相关研究部门已经逐渐认识到交联聚乙烯电缆交接和预防试验采取传统的直流耐压试验方法，其中存在的危害性和局限性，下面具体对这一问题进行具体分析。
交联聚乙烯电缆的绝缘结构特点
首先从交联聚乙烯在交流以及直流电压下的介质特点进行分析，电缆中的交联聚乙烯绝缘层是利用聚乙烯（PE）的化学交联制成的，也就是在聚乙烯材料中混入相应的交联剂。在挤包电缆绝缘层以后，当温度和压力达到一定的程度就会出现交联反应，分之结构在这种情况下就会从原来的直链状转变成立体网状，使聚乙烯的耐热性能和机械性能得到有效的提升。不过就目前的现状而言，交联聚乙烯电缆在进行交联的过程中，在其介质出现溶解的过程中，一定出现相应的副产品，而且这些副产品都具有易挥发的特性，同时其绝缘电阻系数相对也比较小，因此直流或者交流电压下交联聚乙烯电缆的电厂分布和油纸绝缘存在很大的差异。油纸绝缘属于复合结构，而交联聚乙烯电缆的绝缘层则是整体式的，交联聚乙烯的相对介电常数大概为2.11，温度度这一数值没有影响，由此就可以看出，交联聚乙烯在交流电压下并没有油纸绝缘的油膜所承受的电场强度大。在直流电压下，电场强度并不会受到影响，仍然按照绝缘电阻系数成正比进行分布，尽管交联聚乙烯的绝缘层是整体式的，但是因为在其进行交联的过程中，内部的副产品分布不均匀，所以导致了内部绝缘电阻系数分布不均。
影响交联聚乙烯绝缘的主要因素
在交联聚乙烯电力电缆运行过程中，一旦出现绝缘缺陷相关的问题，就会对电缆的整体绝缘性能产生影响，其中最为常见的缺陷就是树枝化放电，在实际的应用过程中，树枝化放电又可以划分为水树枝与电树枝两种类型。
其中水树枝主要指的是在电场的作用之下，浸入交聯聚乙烯绝缘的水分形成树枝状的物质，其常产生于低场强的情况下，一旦产生水树枝，会导致介质的损耗明显增加，并且容易引发击穿电压下降与绝缘电阻下降等一些严重的问题，从而直接影响到电力电缆的使用寿命。对导致水树枝产生的主要原因予以分析总结，主要表现为：（1）由于电缆的密封遭到了破坏，导致水分渗入到绝缘层当中，对绝缘层的性能产生影响；（2）在制造电力电缆的过程中，在其绝缘层上残留有一定量的水分没有得到及时处理，导致其存在绝缘缺陷；（3）在电力电缆实际的运行过程中，在电场的作用之下，绝缘材料与绝缘杂质发生了一定程度化学反应。在水分子进入到绝缘区域当中之后，会在电场的作用之下发生极化，之后在电场中运动，逐渐朝着导电线芯附近的高电场处集聚，导致该区域中的温度升高，水分在此作用之下膨胀，会导致整体的压力增加，随着间隙的逐渐扩大，使得水树枝逐渐发展与扩大。
与水树枝所不同的是，电树枝主要是由于绝缘内部放电所形成的细微开裂发展所导致的细小通道，通道内空，在管壁上存在放电所产生的碳粒的痕迹，其分支是比较少的，并且能够看到非常清晰的路径痕迹，呈现出树枝状。对导致电树枝产生的主要原因开展分析，主要表现为：（1）场致发射效应的影响，在这种因素的影响之下，绝缘屏蔽上的毛刺、进导体屏蔽上的节疤、绝缘中的杂志等一些局部的缺陷会导致绝缘中的电场几种，使得局部场强明显的提升，一旦受到高电场的作用，电极所发射的电子会到隧道效应的作用之下进入到绝缘介质当中，不断的与介质进行碰撞，产生间隙，对介质产生破坏作用；（2）在电力电缆生产的过程中，没有将气隙完全消除，导致存在少量的气隙，这会导致其在实际运行过程中产生微观的多孔结构，在该结构当中，通过电晕放电，所产生的气体会导致整体的压力增加，最终导致出现气隙的扩展及形状的变化；（3）在电力电缆运行过程中，在机械应力等的作用之下，使得娇兰聚乙烯的绝缘出现了裂纹或者是气隙，进而导致绝缘缺陷的产生。此外，需要注意的是，导致交联聚乙烯电力电缆出现树枝化放电的一个非常重要的因素就是直流耐压试验，绝缘层中就易于发生气隙放电和场致发射，从而产生电树枝；在直流电场的作用下，绝缘层中易于发生电化学作用和电泳现象，从而导致水树枝产生。
交联聚乙烯绝缘的空间电荷效应
交联聚乙烯电力电缆绝缘介质体积具备极高的电阻率，通常是大于1017Ω/m以上。直流电场会产生并聚集空间电荷，这时便导致交联聚乙烯绝缘介质中存在不足，比如实际制造时存在的气隙、杂质、运行中出现的水树枝等，电场则因此而畸变，部分电场强度会快速提高，可超过lO倍以上，保持于30kV/mm，而这大于交联聚乙烯电力电缆绝缘，可击穿场强而使得介质被局部击穿，造成介质树枝状劣化，亦或者是被击穿；再是如果直流电场被移除之后，则介质中存在的空间电荷会因实际限制而不可实现短时间泄漏，介质中的部分空间电荷会附加一定的电场。如果附加电场和外施工频电场迭加，之后则形成极高的局部电场，可快速击穿交联聚乙烯电力电缆绝缘。而此种问题多发生于交联聚乙烯电力电缆直流耐压试验中，若是直流耐压试验达标的电缆线路恢复正常后，则会于短时间内被击穿。
上世纪80年代早期，人们发现交联聚乙烯电力电缆绝缘于直流电场下，空间电荷附加电场会产生极大的效应，这时则增强了水树枝尖端位置电场，从而导致介质放电，并迅速释放出众多高能带电粒子，不断轰击水树枝端部与水树枝通道壁介质会形成分子链段，造成介质分子链段锻链与降解，促使水树枝飞速转化为电树枝，从而促进交联聚乙烯电力电缆绝缘性能劣化，同时则折损了电缆运行寿命。电缆应用量大的国家，交联聚乙烯电力电缆绝缘预防性试验时，并不作直流耐压试验，为此提出了振荡波电压试验，0.1Hz超低频电压试验及工频电压试验等方式。而于90年代末，国内根据实际情况再次编修了电气设备预防性试验规程，并提出了预防性试验方式相关规定。
结束语
综上所述，通过相关部门对这一问题的不断深入研究，当前行业内部的研究人员对交联聚乙烯电缆进行直流耐压试验的可行性达成了共识，统一认为利用直流耐压试验是不可行的，随着交流耐压试验设备的不断完善，当前对交联聚乙烯利用交流耐压试验的方法已经在实际的试验中得到了应用，相信随着这一技术在交联聚乙烯电缆中的应用，一定能够促进电力系统的进一步发展。
关键词：交联聚乙烯；电缆；耐压试验；转变
在当前城市电网不断发展的情况下，传统架空裸线已经逐渐被地下敷设的电缆所取代，而在底下进行电缆的敷设，要想保证其正常、安全、稳定的运行，就需要在前期进行有效的试验，通过试验能够将其中存在的缺陷检查出来，这样就能有效的提高电力部门的运行效率，由此就可以看出，实现方式选择的重要性，近些年相关研究部门已经逐渐认识到交联聚乙烯电缆交接和预防试验采取传统的直流耐压试验方法，其中存在的危害性和局限性，下面具体对这一问题进行具体分析。
交联聚乙烯电缆的绝缘结构特点
首先从交联聚乙烯在交流以及直流电压下的介质特点进行分析，电缆中的交联聚乙烯绝缘层是利用聚乙烯（PE）的化学交联制成的，也就是在聚乙烯材料中混入相应的交联剂。在挤包电缆绝缘层以后，当温度和压力达到一定的程度就会出现交联反应，分之结构在这种情况下就会从原来的直链状转变成立体网状，使聚乙烯的耐热性能和机械性能得到有效的提升。不过就目前的现状而言，交联聚乙烯电缆在进行交联的过程中，在其介质出现溶解的过程中，一定出现相应的副产品，而且这些副产品都具有易挥发的特性，同时其绝缘电阻系数相对也比较小，因此直流或者交流电压下交联聚乙烯电缆的电厂分布和油纸绝缘存在很大的差异。油纸绝缘属于复合结构，而交联聚乙烯电缆的绝缘层则是整体式的，交联聚乙烯的相对介电常数大概为2.11，温度度这一数值没有影响，由此就可以看出，交联聚乙烯在交流电压下并没有油纸绝缘的油膜所承受的电场强度大。在直流电压下，电场强度并不会受到影响，仍然按照绝缘电阻系数成正比进行分布，尽管交联聚乙烯的绝缘层是整体式的，但是因为在其进行交联的过程中，内部的副产品分布不均匀，所以导致了内部绝缘电阻系数分布不均。
影响交联聚乙烯绝缘的主要因素
在交联聚乙烯电力电缆运行过程中，一旦出现绝缘缺陷相关的问题，就会对电缆的整体绝缘性能产生影响，其中最为常见的缺陷就是树枝化放电，在实际的应用过程中，树枝化放电又可以划分为水树枝与电树枝两种类型。
其中水树枝主要指的是在电场的作用之下，浸入交聯聚乙烯绝缘的水分形成树枝状的物质，其常产生于低场强的情况下，一旦产生水树枝，会导致介质的损耗明显增加，并且容易引发击穿电压下降与绝缘电阻下降等一些严重的问题，从而直接影响到电力电缆的使用寿命。对导致水树枝产生的主要原因予以分析总结，主要表现为：（1）由于电缆的密封遭到了破坏，导致水分渗入到绝缘层当中，对绝缘层的性能产生影响；（2）在制造电力电缆的过程中，在其绝缘层上残留有一定量的水分没有得到及时处理，导致其存在绝缘缺陷；（3）在电力电缆实际的运行过程中，在电场的作用之下，绝缘材料与绝缘杂质发生了一定程度化学反应。在水分子进入到绝缘区域当中之后，会在电场的作用之下发生极化，之后在电场中运动，逐渐朝着导电线芯附近的高电场处集聚，导致该区域中的温度升高，水分在此作用之下膨胀，会导致整体的压力增加，随着间隙的逐渐扩大，使得水树枝逐渐发展与扩大。
与水树枝所不同的是，电树枝主要是由于绝缘内部放电所形成的细微开裂发展所导致的细小通道，通道内空，在管壁上存在放电所产生的碳粒的痕迹，其分支是比较少的，并且能够看到非常清晰的路径痕迹，呈现出树枝状。对导致电树枝产生的主要原因开展分析，主要表现为：（1）场致发射效应的影响，在这种因素的影响之下，绝缘屏蔽上的毛刺、进导体屏蔽上的节疤、绝缘中的杂志等一些局部的缺陷会导致绝缘中的电场几种，使得局部场强明显的提升，一旦受到高电场的作用，电极所发射的电子会到隧道效应的作用之下进入到绝缘介质当中，不断的与介质进行碰撞，产生间隙，对介质产生破坏作用；（2）在电力电缆生产的过程中，没有将气隙完全消除，导致存在少量的气隙，这会导致其在实际运行过程中产生微观的多孔结构，在该结构当中，通过电晕放电，所产生的气体会导致整体的压力增加，最终导致出现气隙的扩展及形状的变化；（3）在电力电缆运行过程中，在机械应力等的作用之下，使得娇兰聚乙烯的绝缘出现了裂纹或者是气隙，进而导致绝缘缺陷的产生。此外，需要注意的是，导致交联聚乙烯电力电缆出现树枝化放电的一个非常重要的因素就是直流耐压试验，绝缘层中就易于发生气隙放电和场致发射，从而产生电树枝；在直流电场的作用下，绝缘层中易于发生电化学作用和电泳现象，从而导致水树枝产生。
交联聚乙烯绝缘的空间电荷效应
交联聚乙烯电力电缆绝缘介质体积具备极高的电阻率，通常是大于1017Ω/m以上。直流电场会产生并聚集空间电荷，这时便导致交联聚乙烯绝缘介质中存在不足，比如实际制造时存在的气隙、杂质、运行中出现的水树枝等，电场则因此而畸变，部分电场强度会快速提高，可超过lO倍以上，保持于30kV/mm，而这大于交联聚乙烯电力电缆绝缘，可击穿场强而使得介质被局部击穿，造成介质树枝状劣化，亦或者是被击穿；再是如果直流电场被移除之后，则介质中存在的空间电荷会因实际限制而不可实现短时间泄漏，介质中的部分空间电荷会附加一定的电场。如果附加电场和外施工频电场迭加，之后则形成极高的局部电场，可快速击穿交联聚乙烯电力电缆绝缘。而此种问题多发生于交联聚乙烯电力电缆直流耐压试验中，若是直流耐压试验达标的电缆线路恢复正常后，则会于短时间内被击穿。
上世纪80年代早期，人们发现交联聚乙烯电力电缆绝缘于直流电场下，空间电荷附加电场会产生极大的效应，这时则增强了水树枝尖端位置电场，从而导致介质放电，并迅速释放出众多高能带电粒子，不断轰击水树枝端部与水树枝通道壁介质会形成分子链段，造成介质分子链段锻链与降解，促使水树枝飞速转化为电树枝，从而促进交联聚乙烯电力电缆绝缘性能劣化，同时则折损了电缆运行寿命。电缆应用量大的国家，交联聚乙烯电力电缆绝缘预防性试验时，并不作直流耐压试验，为此提出了振荡波电压试验，0.1Hz超低频电压试验及工频电压试验等方式。而于90年代末，国内根据实际情况再次编修了电气设备预防性试验规程，并提出了预防性试验方式相关规定。
结束语
综上所述，通过相关部门对这一问题的不断深入研究，当前行业内部的研究人员对交联聚乙烯电缆进行直流耐压试验的可行性达成了共识，统一认为利用直流耐压试验是不可行的，随着交流耐压试验设备的不断完善，当前对交联聚乙烯利用交流耐压试验的方法已经在实际的试验中得到了应用，相信随着这一技术在交联聚乙烯电缆中的应用，一定能够促进电力系统的进一步发展。