1工頻逐級擊穿試驗

　　工頻逐級擊穿試驗的交流擊穿值(ACBD)見圖4。交流擊穿場強值由工頻逐級擊穿試驗的擊穿電壓計算得出。圖4中包括了未老化樣品、14天熱循環后樣品、120天老化后樣品和180天老化后樣品的數據。

　　從圖4可知，經過180天的加速水樹老化，電纜A保持了初始交流擊穿強度的50％，而電纜B的交流擊穿強度則沒有惡化。由于電纜D沒能經受住180天的老化過程(見圖4中虛線)，所以電纜D在180天的交流擊穿強度5．9kY／mm由AW""IT期間的電壓場強得出，并不是由HVTT試驗的數據計算而來。

　　所有經過120天和180天老化過程的電纜都進行了領結形(Bow-tie)水樹和發散形(Vented)水樹的測量，試驗在電纜A、電纜B和電纜D中經過工頻逐級擊穿試驗的13-18號樣品上進行(作為特殊的情況，電纜D的16-18號水樹樣品直接從180天AWTT過程中擊穿電纜上取樣)。對每一個樣品，都在擊穿點的附近切取30個圓片，使用亞甲基藍染色并涼干后，在顯微鏡下觀察水樹的生長情況。

　　在經過180天的AWTT過程后，所有的電纜樣品中都沒有發現大于0．25mm的發散形水樹，并且只有非常少的小于0．25mm的發散形水樹。使用TR-XLPE材料的電纜B中幾乎沒有水樹產生，只有非常少的小于0．25mm的領結形水樹，而大于0．25mm的則完全沒有。使用陶氏XLPE材料的電纜A中，小于0．25mm領結形水樹的密度為12個／cm3；0．25-O．51mm領結形水樹的平均密度為5個／cm3；0．52-O．77mm領結形水樹的平均密度為1個／cm3。而使用國產電纜材料的電纜D中，小于0．25mm領結形水樹的密度超過1700個／cm3；0．25-0．51mm領結形水樹的平均密度為170個／cm3；0．52-0．77mm領結形水樹的平均密度為2個／cm3。

　　每種電纜的13-18號樣品經過120天和180天老化后其O．14-0．25mm領結形水樹的密度見圖5；00．26-0．51mm．0．52-0.77mm和O．78-1．02mm領結形水樹的密度見圖6。在完成了120天AWTT過程的D13、D14號樣品中發現了大量的發散形水樹(高度>0．125mm)和領結形水樹(高度>O．500mm)，見圖7。

　　4試驗結果的分析

　　從180天老化后的工頻交流擊穿試驗可以明顯地看出3種電纜的性能差別。經過180天的AWTT老化過程后，電纜A只保持了初始交流擊穿強度的50％，電纜B的交流擊穿強度則沒有惡化，而電纜D的所有剩余的樣品在老化試驗進行140-150天期間全部被擊穿。使用陶氏TR-XLPE和XLPE材料的電纜的試驗數據與使用北美生產電纜的北美AEICAW-TT試驗內容中的數據是非常接近的。

　　另一個值得注意的試驗結果是，3種不同材料的電纜中的水樹含量。根據以往的經驗，絕緣層水樹的含量過高，會導致電纜的交流擊穿強度下降，縮短電纜運行的使用壽命。水樹在一定的環境條件下會生長非常迅速，并最終導致電纜的擊穿。

　　發散形水樹經常產生在絕緣屏蔽層和絕緣層之間的交界處，是衡量電纜屏蔽層和絕緣層生產質量的重要指標。在每種電纜中都沒有發現大于0．25mm的發散形水樹，小于0．25mm的水樹含量也很低，說明電纜導體屏蔽層的生產質量是很好的。

　　從另一面講，領結形水樹是產生在絕緣層內部的，可以反映絕緣層抗水樹生長的能力。而在本項目中的3種電纜經過180天的老化過程后，領結形水樹的含量差異非常大，尤其在D13和D14樣品中已發現了發散形和非常大的領結形水樹。在電纜D中產生的大量大尺寸的水樹可以歸咎于所使用的絕緣和屏蔽層材料的配方、潔凈度和生產工藝，而且也為電纜D在180天老化過程中過早的擊穿提供了合理的解釋。

　　由于領結形水樹只會在絕緣的缺陷處產生，例如雜質和微孔，因此從使用國產XLPE電纜和使用陶氏XLPE電纜的數據可以得出結論，即國產的XLPE材料中的雜質含量偏高。這也證實了潔凈的電纜絕緣材料的重要性，即便是使用在電纜">中壓電纜上，因為從擊穿數據可以看出，雜質含量過高會降低電纜的使用壽命或者使電纜在現場使用中過早擊穿。

　　5結論

　　從120天和180天老化過程后的數據可以明顯地看到使用TR-XLPE電纜的優越性，本試驗研究項目將陶氏TR-XLPE、陶氏XLPE和國產XLPE材料在性能上進行了顯著的區分。進一步講，這次的試驗內容還可以為中國用戶提供一套行之有效的鑒定和審查試驗。從180天老化過程后的試驗數據可以得出一個明確的結論，使用陶氏TR-XLPE和半導電屏蔽層材料制造的電纜可以具有令人滿意的使用壽命。

　　6建議

　　在需要使用高性能電纜的場合，尤其電纜需要安裝在水中或者十分潮濕環境中時，應當優先考慮使用高質量的TR-XLPE絕緣材料，可以預防電纜過早擊穿，降低維修費用，為用戶提供最優的性能價格比。

　　同時，以武漢高壓研究所本次試驗方案為基礎，可以制定一套關于電纜老化試驗的技術規范，用以確保提高整個電力行業中電纜的可靠性。