热老化对XLPE电缆电树枝特性的影响研究

交联聚乙烯(cross‐linked polyethylene,XLPE)绝缘电缆受长期热老化的影响,其理化特性和介电性能会发生改变,影响电树枝的生长过程等电学行为。该文研究热老化对XLPE电缆绝缘电树枝生长特性的影响。对加速热老化样品进行电树枝生长试验,并利用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)、傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)测试和宽频介电谱测试研究XLPE材料微观结构与介电性能的变化。研究结果表明:重结晶反应和热氧反应是导致结晶度J_(c)和羰基指数Q变化的主要原因,进而导致XLPE中的极性分子发生变化,使介电参数呈先缓慢下降,后迅速上升的趋势。研究还发现热老化评价指标J_(c)、ε_(r)和tanδ与电树枝生长速率G_(10)(10 kV时电树枝的生长速率)、G_(12)(12 kV电树枝的生长速率)之间具有显著性相关,通过多项式拟合分析,在G_(10)、G_(12)与热老化评价指标之间建立等效关系。该研究在已知XLPE材料理化特性和介电性能的前提下,可判断XLPE电缆材料电树枝老化程度,为电缆绝缘和寿命预测提供一定的参考。