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揚(yáng)州國(guó)浩電氣有限公司

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技術(shù)文章

影響電樹(shù)枝生長(zhǎng)的因素

閱讀：24發(fā)布時(shí)間：2025-5-13

電樹(shù)枝引發(fā)之后，初始電樹(shù)枝出現(xiàn)在電極之前大約幾微米的范圍內(nèi)，樹(shù)管直徑約為0.1μm，當(dāng)它生長(zhǎng)到大約10μm(這是在氣壓下能夠支持局部放電的最小的氣孔尺寸)時(shí)，可以檢測(cè)到的視在放電量約為0.05-0.1pC局部放電脈沖。同時(shí)伴隨著比電樹(shù)枝引發(fā)前的電致發(fā)光現(xiàn)象更強(qiáng)烈的局部放電發(fā)光現(xiàn)象，從此，電樹(shù)枝開(kāi)始逐漸生長(zhǎng)。

XLPE電纜中電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程非常復(fù)雜，受到很多因素的影響。如局部放電、電場(chǎng)、空間電荷分布、通道的電導(dǎo)、氣體的壓力、機(jī)械應(yīng)力、填料、復(fù)合介質(zhì)、結(jié)晶狀態(tài)、材料中的微孔、低密度區(qū)、運(yùn)行環(huán)境等。

1）外施電壓對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程的影響

電樹(shù)枝在引發(fā)之后的早期階段為枝狀結(jié)構(gòu)，隨著電壓的提高，電樹(shù)枝的形狀開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)閰擦譅?，但此時(shí)電樹(shù)枝的生長(zhǎng)率下降，進(jìn)入所謂的“滯長(zhǎng)期”，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，隨著電壓的繼續(xù)增大，電樹(shù)枝又會(huì)出現(xiàn)快速生長(zhǎng)的現(xiàn)象，在原來(lái)叢林狀的電樹(shù)枝的端部又長(zhǎng)出了枝狀電樹(shù)枝，稱為混合型樹(shù)枝。如圖2. 7所示：

電樹(shù)枝形狀隨電壓的變化規(guī)律

隨著電壓的變化，在電樹(shù)枝生長(zhǎng)的初始階段，電樹(shù)枝生長(zhǎng)率很高，電樹(shù)枝長(zhǎng)度增長(zhǎng)很快；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的增長(zhǎng)以后，生長(zhǎng)率下降，出現(xiàn)滯長(zhǎng)現(xiàn)象；再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，隨著電壓的提高，電樹(shù)枝又會(huì)快速增長(zhǎng)，最后導(dǎo)致?lián)舸?。有研究人員通過(guò)試驗(yàn)的方法在工頻交流電壓下得到了XLPE的“S”形老化曲線，如圖

工頻交流電壓下XLPE電樹(shù)枝老化曲線

2）頻率對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程的影響

電樹(shù)枝的生長(zhǎng)與電壓頻率之間有比較明確的關(guān)系：

a）低頻電壓下為稀疏枝狀電樹(shù)枝，高頻電壓下容易引發(fā)和生長(zhǎng)叢林狀電樹(shù)枝。
b）隨著頻率的增加，電樹(shù)枝生長(zhǎng)速度加快。電樹(shù)枝由稀疏枝狀轉(zhuǎn)向稠密枝狀，逐漸向叢林狀過(guò)渡。

3）溫度對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程的影響

電樹(shù)枝結(jié)構(gòu)與溫度的關(guān)系并不是單調(diào)的，Atsushi Maruyama和J.V.Champion等人通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，電樹(shù)枝與溫度的關(guān)系為低溫枝狀向中溫叢林狀，再向高溫枝狀逐漸過(guò)渡的過(guò)程，發(fā)展規(guī)律如圖所示。

電樹(shù)枝的生長(zhǎng)速率存在一個(gè)明顯的分界，稱為轉(zhuǎn)變溫度，在轉(zhuǎn)變溫度以下區(qū)域存在一個(gè)電樹(shù)枝生長(zhǎng)速度峰值，在轉(zhuǎn)變溫度以上區(qū)域生長(zhǎng)速度隨溫度單調(diào)上升。在轉(zhuǎn)變溫度處出現(xiàn)最稠密的叢林狀電樹(shù)枝和最慢的縱向生長(zhǎng)速度。其生長(zhǎng)規(guī)律如圖所示。

溫度對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性的影響

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