正常情況下，XLPE電纜的壽命是30-50年。我國投放使用XLPE電纜的時間己有三四十年之久，很多電纜的絕緣材質(zhì)和絕緣性能都發(fā)生很大的退化。電纜的老化現(xiàn)象導(dǎo)致各種停電事故頻繁發(fā)生，這也給電力系統(tǒng)帶來了巨大的安全隱患以及經(jīng)濟(jì)損失。
在長期通電工作的狀態(tài)下，交聯(lián)聚乙烯電纜會受到電場、高溫、潮濕空氣、地下酸堿腐蝕等惡劣因素的影響，從而導(dǎo)致XLPE電纜絕緣材質(zhì)的分解退化，絕緣性能下降，這種絕緣材質(zhì)發(fā)生緩慢退化的過程叫做電纜的老化現(xiàn)象。導(dǎo)致XLPE電纜老化現(xiàn)象的因素有很多，總結(jié)起來主要是絕緣材質(zhì)中出現(xiàn)電樹枝、水樹枝以及化學(xué)腐蝕等。
通常，在電纜出現(xiàn)老化現(xiàn)象的初期，絕緣介質(zhì)內(nèi)部的水滴首先會在電場的作用下不斷擴(kuò)展形成水樹。在長期通電工作的狀態(tài)下，當(dāng)電場強(qiáng)度超過電纜絕緣層的電介質(zhì)所能承受的值時，這些水樹就會發(fā)生轉(zhuǎn)化成為電樹，電纜的絕緣性能也會大大下降，從而導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象的發(fā)生。
電纜的局部放電是指電纜在通電工作的情況下，因為局部電場強(qiáng)度分布集中，超過絕緣介質(zhì)能夠承受的電壓，而導(dǎo)致的小范圍放電的現(xiàn)象。這種小范圍的放電現(xiàn)象只是發(fā)生在電纜絕緣介質(zhì)的某一局部區(qū)域，并沒有貫穿到導(dǎo)體部分。導(dǎo)致電纜絕緣部分發(fā)生局部放電行為的直接原因是外電場分部不均勻。由于制造工藝水平以及電纜敷設(shè)環(huán)境的影響，電纜中存在介質(zhì)分布不均勻、絕緣體中混有氣泡、毛刺、絕緣內(nèi)部裂紋等缺陷。這些缺陷會導(dǎo)致電場強(qiáng)度在某些局部區(qū)域較為集中，當(dāng)該區(qū)域的電場強(qiáng)度大于絕緣介質(zhì)所能承受的臨界值時，就會發(fā)生局部放電。絕緣材質(zhì)在電場的作用下發(fā)生電離反應(yīng)，通過電離反應(yīng)而出現(xiàn)的電子以及其他正負(fù)離子等在運動的過程中會撞擊到電纜的絕緣內(nèi)壁，由于在電場作用下，這些電子和離子具有很大的能量，這些能量足夠使得絕緣材料的高分子化學(xué)鍵斷裂。在通電發(fā)生局部放電的位置，絕緣介質(zhì)會發(fā)熱到較高的溫度，這種高溫可能會融化或者灼燒絕緣材質(zhì)，而且高溫還會促進(jìn)氧化反應(yīng)，使得電纜的絕緣材質(zhì)進(jìn)一步分解劣化。電纜的局部放電還會產(chǎn)生一些帶有很高能量的射線，這些帶有高能量的射線也會導(dǎo)致絕緣層化學(xué)鍵的斷裂，加劇絕緣老化。一般情況下，局部放電現(xiàn)象不會導(dǎo)致電纜絕緣部分的擊穿，但是如果電纜長期處于局部放電的情況下，電纜的絕緣材質(zhì)會發(fā)生持續(xù)的劣化現(xiàn)象，最終也會導(dǎo)致絕緣層被擊穿。
