110kV交联聚乙烯电缆老化微观特性研究

摘要

为了研究110kV交联聚乙烯(XLPE)电缆不同绝缘层的微观特性及其老化机理,采用脉冲电声、红外光谱试验分析了运行23、14年和备用20年的110kV XLPE电缆内、中、外绝缘层的老化状况.研究绝缘层的空间电荷分布、分子化学键、物质结构成分等微观特性的变化规律,并比较内、中、外绝缘层老化特性差异,对绝缘层的老化机理进行深入探究.结果表明,与中间绝缘层相比,电缆内、外绝缘层整体的空间电荷积累量增多14.86%,羰基指数增大5.57%,亚甲基指数下降66.78%,陷阱增多、化学键断裂和分子链结构氧化、破坏是电缆内、外绝缘层老化过程的主要微观表现.综合各试验结果分析,运行初期的电缆,在无氧条件下以聚乙烯分子交联反应占主导;运行后期的电缆或在有氧条件下以氧化降解反应占主导.老化过程中,绝缘层的微孔、裂缝是加剧中间绝缘层热氧老化的主要原因.