交聯聚乙烯絕緣自五十年代問世以來,因其電氣絕緣性能好，抗酸堿，耐腐蝕，長期允許工作溫度高，制造工藝簡單，安裝方便，維修容易等優點，已完全取代油浸紙絕緣電纜，成為城市供電網絡的最重要的載體。我公司也在近十多年來大量使用交聯電纜，但在其運行過程中逐步暴露出來絕緣材料劣化的問題，足以引起我們技術人員的重視和認識。

近十年的研究和運行經驗表明,聚乙烯絕緣層的破壞原因，主要是絕緣材料樹枝化,據武漢高壓研究所專家介紹目前國內市場上使用的非抗水樹中壓電纜普遍的使用壽命在8～10年之間。而美國西海岸附近敷設的161根聚乙烯電纜，運行了1～11年以后，檢查已損壞和未損壞的電纜截面發現，樹枝化現象相當普遍，運行五年以上者，幾乎有一半產生了樹枝化。雖然樹枝化與電纜壽命之間無明確的關系式，但是樹枝化無疑降低了電纜的使用壽命。本文將分析電纜水樹枝的隱患，并提出相應對策。

自1967年發現XLPE絕緣水樹老化后，目前已確認它成為XLPE電纜老化的主要現象之一。大量試驗數據顯示交聯電纜受潮，在電場作用下產生水樹枝劣化，水樹枝是直徑為0.1μm到幾個μm的充滿水的氣隙集合，水樹枝會造成局部應力增加，可能成為電樹枝的發源地。高溫下，水樹枝里可能發生顯著的氧化，導致吸水性增大，導電性增高，最終熱擊穿；即使在低溫下，水樹枝經較長時間氧化或轉化為電樹枝，也會造成絕緣的破壞。電纜絕緣中的雜質，氣孔以及內外半導體層的不均勻處形成的局部高電場部位是發生水樹枝的起點。它在高溫和交流電場作用下逐步向電樹枝轉移，直至絕緣擊穿造成故障。特別是當電纜長期浸泡在水中時，任何施工過程中的不當和外力的作用如果沒有很好的防水結構，那么電纜更容易產生絕緣的水樹枝老化，從而造成絕緣的破壞，這樣將會大大縮短電纜的使用壽命。

水樹枝產生的機理見圖1。

圖1　水樹枝產生機理

水樹枝與相對濕度和電壓的關系見圖2。

?

.－相對濕度=96％

×－相對濕度=85％

○－相對濕度=75％

?

圖2　水樹枝數目與電壓的關系

由此可知產生水樹枝的內在原因是電纜本身的質量，即電纜絕緣內部的雜質、氣泡、殘留微水份;外部原因是電場和侵入電纜內部的濕汽。

我公司交聯電纜的使用已有十幾年的歷史，水樹枝劣化的隱患將會在幾年后形成重大威脅。

我公司對交聯絕緣電纜的使用從1995年開始至今已近12年的歷史，從數量上35kv電纜有1401.5公里/1413根；10kv電纜有6102.2公里/23547根，其變化率如圖示：

?

?

?

綜觀這些年來交聯電纜使用和運行，總體上狀況良好，僅發生4次故障，如下：

雖則電纜運行故障僅三例，卻對電網的連續供電造成了極為不利的隱患，總結和剖析誘發電纜故障的起因不僅能起到保證電網的供電可靠性，而且在降低事故率的同時有效地降低了供電成本。所以很有必要對已發生的電纜故障進行解普剖分析。

[舉例分析]

l???????? 江84（江田——中山廣場乙）電纜故障分析

電纜型號：YJV22-8.7/10,3*400

電纜? ：2721米

投運日期：二00三年十一月十四日

故障日期：二00五年八月一日

運行時間：21個月

故障性質：B相接地

江84（江田——中山廣場乙）電纜運行在近二年時間里便發生了B相接地故障，故障地點在松江區的洞涇路過廠區大門口的鋼管內（近萬華路），故障的具體部位是電纜本體。故障被排除后，系統恢復了正常運行。然而從被鋸除的故障段電纜查看，在外護套沒有看見明顯燒穿的痕跡，于是用5000v搖表測試故障段電纜絕緣時發現：B=3兆歐,A相和C相絕緣均為無窮大，根據搖測得到的數據分析，確認該段電纜的B相肯定存在問題，然后我們對近30米的故障段電纜逐段鋸下，進行仔細檢查，全面解剖，逐段逐相進行搖測，并對三相前后數據進行比較分析的過程中，恰巧在剝去外屏蔽后，要進行搖測的同時，在距離斷開處約2.5厘米的地方發現了故障點，見照片，故障點的直徑僅有1mm還不到，光憑肉眼一不留神就很難發現的微孔。