電力電纜絕緣理論基礎

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體之間，當絕緣材料性能下降，兩個導體間產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：在兩個導體之間有絕緣，當絕緣材料內部有缺陷，如雜質、空隙、導體的尖端等，會造成絕緣內部電場歧變，引起在絕緣內部產生脈沖放電。

情況之二：外部放電產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，當導體周圍的電場在某一點特別集中時，如導線毛刺，引起在空氣中產生脈沖放電，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，此類通道一旦出現就會加劇局部放電，直到形成兩極貫通，就會發生短路放電故障。

局部放電形成的原因

主絕緣內存在氣隙會引起局部放電。由于氣隙的相對介電常數遠小于電纜絕緣，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，直至發生擊穿，造成電纜損壞。

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

導體的尖端、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生放電，進而發展成擊穿，這就是我們常說的尖端效應。

試驗：針板電極試驗、氣隙更易產生電樹

試驗結果小結

由以上針—板電極試驗的結果可以看出，在絕緣材料中產生局放和電樹的起始電壓同電極的曲率半徑是緊密相關的，曲率半徑越大，產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。

針尖出現的裂縫產生了氣隙，氣隙內的相對介電常數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

交聯電纜在生產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，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，嚴重會導致熱擊穿發生，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體屏蔽層，這是接頭質量的關鍵。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電屏蔽，如果在關鍵部位造成損傷，例如刀痕，也會形成內部爬閃放電通道。