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《绝缘材料水树产生及发展机理的研究现状.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2006年第6期电线电缆2006年12月No.62006ElectricWire&CableDec.,2006绝缘材料水树产生及发展机理的研究现状王 乐, 孙 颖, 汪辉平, 曹晓珑(西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室,陕西西安710049)摘要:本文介绍了水树枝的定义、分类以及影响因素,在参考了16篇中外文献的基础上综述了常用绝缘材料中水树的生长过程和引发机理,推导出水树长度与老化时间、电场强度等因素的关系式。关键词:绝缘材料;水树枝;水树生长过程;水树生长机理中图分类号:TM201.4;TM247.1文献标识码:A文章编号:167226901(2006)062000520
2、4Status2QuooftheStudyonWater2TreeGenerationandGrowthinInsulatingMaterialsWANGLe,etal(Xi’anJiaotongUniversity,StateKeyLaboratoryofElectricPowerEquipmentandElectricalInsulation,Xi’an710049,China)Abstract:Thispaperpresentsthedefinition,classificationandresponsiblefactorsofwatertrees.Basedon16papers
3、onwater2treeingathomeandabroad,theauthorsummarizedthemechanismofwater2treegenerationandgrowthincommoninsulatingmaterialsanddeducedanequationdepictingtherelationshipbetweenthewater2treelengthandtheageingtime,fieldstrengthandotherresponsiblefactors.Keywords:insulatingmaterials;water2tree;processof
4、water2treegrowth;mechanismofwater2treegrowth是由于水分侵入XLPE绝缘层中,在电场作用下形1 引 言成的树枝状物。电气学会的技术报告对它的定义从上个世纪60年代起,绝缘材料的水树枝化逐是“水树枝是聚乙烯:(PE)类绝缘材料在长时间与渐引起了人们的注意。科研人员越来越清楚的认识水共存的状态下因电场作用产生的,形状为充满了到树枝化是导致电力设备尤其是中高压电缆绝缘破水的各种树枝状的细微通道或气隙”。水树枝是亲坏的主要原因。虽然水树的生长过程非常缓慢,并水状特征物,开始时水树枝是一些链状充水孔穴,以不能直接导致电力设备绝缘层的击穿,但是最近的后形成
5、具有亲水性表面的树枝状细微通道。在潮湿研究发现,水树可以进一步发展成为电树。电树的和电应力条件下,在几年里水树枝可增长到1mm生长过程很快,可以迅速导致击穿。因此,对水树的左右。在电缆中,水树出现的区域主要是半导电层研究就显得十分重要。自从第一篇有关水树枝的文与绝缘层接触面的凸起处,和绝缘层的内部缺陷(气献发表至今已有近40年之久了,其间对树枝化的研孔、杂质等)处,这些地方电场强度较高,因此常常成究从未间断。许多外文文献对这一现象给出了解释为水树的引发点。水树微观形态如图1所示。[1～6]或建立了模型。但是国内对这一现象的研究还停留在宏观领域,中文文献只对水树生长的影响因素,水树的宏观
6、形态有粗略的描述。因此,本文在参考16篇中外文献的基础上对其生长过程、引发机理进行了介绍。2 水树的定义及分类2.1 水树的定义水树的准确定义还很难统一。一般认为,水树是交联聚乙烯(XLPE)绝缘发生降解的一种现象,它图1 水树的微观形态2.2 水树的分类收稿日期:2006205224按照水树的形态可将它们分为两类:作者简介:王 乐(1983-),男,河南周口人,在读硕士(1)弓条状水树枝(bowtietree),形如弓条,含研究生.有从中心点向相反方向辐射的直扩展分支。绝缘材作者地址:陕西西安市咸宁西路28号[710049]2006年第6期电线电缆2006年12月No.62006El
7、ectricWire&CableDec.,2006料内部的弓条状水树枝通常与电场方向一致,如图 根据他的实验结果,常用绝缘材料中水树的生2a所示。长可以被分为以下三个阶段:水分渗入绝缘材料阶(2)开口状水树(ventedtree),形如主干通向绝段;水树的起始阶段;水树的生长(繁殖)阶段。各个缘表面或绝缘屏蔽层交界的树枝,分支通常与电场阶段水树的发展情况及其特征介绍如下(以水树在方向一致,远离绝缘表面或界面,如图2b所示。EP中的生长过程为例
