影響電樹枝生長的因素

來源：揚州國浩電氣有限公司 2025年05月13日 07:13

電樹枝引發之后，初始電樹枝出現在電極之前大約幾微米的范圍內，樹管直徑約為0.1μm，當它生長到大約10μm(這是在氣壓下能夠支持局部放電的最小的氣孔尺寸)時，可以檢測到的視在放電量約為0.05-0.1pC局部放電脈沖。同時伴隨著比電樹枝引發前的電致發光現象更強烈的局部放電發光現象，從此，電樹枝開始逐漸生長。

XLPE電纜中電樹枝生長過程非常復雜，受到很多因素的影響。如局部放電、電場、空間電荷分布、通道的電導、氣體的壓力、機械應力、填料、復合介質、結晶狀態、材料中的微孔、低密度區、運行環境等。

1）外施電壓對電樹枝生長過程的影響

電樹枝在引發之后的早期階段為枝狀結構，隨著電壓的提高，電樹枝的形狀開始轉變為叢林狀，但此時電樹枝的生長率下降，進入所謂的“滯長期”，經過一段時間以后，隨著電壓的繼續增大，電樹枝又會出現快速生長的現象，在原來叢林狀的電樹枝的端部又長出了枝狀電樹枝，稱為混合型樹枝。如圖2. 7所示：

電樹枝形狀隨電壓的變化規律

隨著電壓的變化，在電樹枝生長的初始階段，電樹枝生長率很高，電樹枝長度增長很快；經過一段時間的增長以后，生長率下降，出現滯長現象；再經過一段時間，隨著電壓的提高，電樹枝又會快速增長，最后導致擊穿。有研究人員通過試驗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電樹枝老化曲線

2）頻率對電樹枝生長過程的影響

電樹枝的生長與電壓頻率之間有比較明確的關系：

a）低頻電壓下為稀疏枝狀電樹枝，高頻電壓下容易引發和生長叢林狀電樹枝。
b）隨著頻率的增加，電樹枝生長速度加快。電樹枝由稀疏枝狀轉向稠密枝狀，逐漸向叢林狀過渡。

3）溫度對電樹枝生長過程的影響

電樹枝結構與溫度的關系并不是單調的，Atsushi Maruyama和J.V.Champion等人通過試驗研究發現，電樹枝與溫度的關系為低溫枝狀向中溫叢林狀，再向高溫枝狀逐漸過渡的過程，發展規律如圖所示。

電樹枝的生長速率存在一個明顯的分界，稱為轉變溫度，在轉變溫度以下區域存在一個電樹枝生長速度峰值，在轉變溫度以上區域生長速度隨溫度單調上升。在轉變溫度處出現最稠密的叢林狀電樹枝和最慢的縱向生長速度。其生長規律如圖所示。

溫度對電樹枝生長特性的影響

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影響電樹枝生長的因素

1）外施電壓對電樹枝生長過程的影響

2）頻率對電樹枝生長過程的影響

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