電力電纜絕緣理論基礎(chǔ)

放電是造成絕緣擊穿的重要原因。

什么是放電?

在兩個有電位差的導(dǎo)體之間，當(dāng)絕緣材料性能下降，兩個導(dǎo)體間產(chǎn)生了電子能量的遷移，比如高壓火線與地線間的打火就是放電，完全的放電是放電的瞬時在兩個電極間形成了完整的電弧通道。

放電的特殊情況—局部放電

情況之一：在兩個導(dǎo)體之間有絕緣，當(dāng)絕緣材料內(nèi)部有缺陷，如雜質(zhì)、空隙、導(dǎo)體的尖端等，會造成絕緣內(nèi)部電場歧變，引起在絕緣內(nèi)部產(chǎn)生脈沖放電。

情況之二：外部放電產(chǎn)生電暈也是局部放電的一種，在高電位與接地之間有空氣絕緣，當(dāng)導(dǎo)體周圍的電場在某一點特別集中時，如導(dǎo)線毛刺，引起在空氣中產(chǎn)生脈沖放電，且沒有形成對地短路，形成電暈。

局部放電的特征

局部放電也具有放電的基本特征，即有電子能量的遷移，由于放電能量較小，又有絕緣材料的阻擋，在兩個電極間不一定形成完整的電弧通道，此類通道一旦出現(xiàn)就會加劇局部放電，直到形成兩極貫通，就會發(fā)生短路放電故障。

局部放電形成的原因

主絕緣內(nèi)存在氣隙會引起局部放電。由于氣隙的相對介電常數(shù)遠小于電纜絕緣，在工頻電場作用下，氣隙要承受較大的電場強度，造成局部放電，隨著氣隙的多次放電，氣隙通路不斷擴大，放電量逐漸增加，直至發(fā)生擊穿，造成電纜損壞。

主絕緣內(nèi)存在雜質(zhì)會引起局部放電。雜質(zhì)的擊穿強度比絕緣材料小的多，在電場作用下，雜質(zhì)首先發(fā)生放電、炭化和氣化，生成氣隙，引起局部放電。

導(dǎo)體的尖端、毛刺會引起局部放電。由于尖端會使電場強度增加，尖端周圍的絕緣材料先發(fā)生放電，進而發(fā)展成擊穿，這就是我們常說的尖端效應(yīng)。

試驗：針板電極試驗、氣隙更易產(chǎn)生電樹

試驗結(jié)果小結(jié)

由以上針—板電極試驗的結(jié)果可以看出，在絕緣材料中產(chǎn)生局放和電樹的起始電壓同電極的曲率半徑是緊密相關(guān)的，曲率半徑越大，產(chǎn)生局放和電樹的起始電壓越高;反之曲率半徑越小，起始電壓也越低。

針尖出現(xiàn)的裂縫產(chǎn)生了氣隙，氣隙內(nèi)的相對介電常數(shù)遠小于固體絕緣材料，氣隙要承受較大的電場強度，在很低的電壓下造成局部放電。

水分對電纜絕緣的影響

交聯(lián)電纜在生產(chǎn)過程中絕緣材料中會有水分子存在，在電場和溫度的作用下，會形成水樹枝，水樹枝在長期運行中會生長，也會發(fā)生遷移，逐漸演變成氣隙，形成放電，損壞絕緣。

另外電纜在成形后外護套破損進水，在線芯和絕緣外有潮氣存在，也會降低電纜絕緣特性，形成放電通道。在施工中一定要保護好內(nèi)外護套，防止線芯進水。

溫度對電纜絕緣的影響

電纜絕緣材料性能都與溫度密切相關(guān)，隨溫度的升高，絕緣性能下降，絕緣電阻降低，擊穿場強下降，溫度升高絕緣加速老化，超過最高工作溫度還會引起電纜變形，場強分布歧變，嚴重會導(dǎo)致熱擊穿發(fā)生，因此要嚴格控制電纜工作溫度，不允許電纜超負荷工作

半導(dǎo)體界面對絕緣的影響

在進行電纜終端和對接頭制作中都有處理半導(dǎo)體屏蔽層，這是接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。此處是場強突變的部位，如果處理工藝水平不高，投入運行后對絕緣造成損傷，嚴重的情況在竣工試驗中就會發(fā)生擊穿。

絕緣材料損傷造成的影響

在電纜接頭安裝過程中要剝除外半導(dǎo)電屏蔽，如果在關(guān)鍵部位造成損傷，例如刀痕，也會形成內(nèi)部爬閃放電通道。