王遜峰，祝 曦，尹 毅，吳建東

（1.上海交通大學(xué) 電氣工程系，上海 200240；2.國網(wǎng)上海市電力公司，上海 200122）

0 引言

交聯(lián)聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)因具有較好的電氣性能與耐熱性能，在國內(nèi)外長距離輸電、城市供配電中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。但電纜在長時(shí)間運(yùn)行時(shí)會(huì)受到電、熱以及機(jī)械力等諸多因素的影響，使電纜絕緣老化，造成絕緣的電氣性能下降，引發(fā)電纜擊穿，進(jìn)而導(dǎo)致停電事故[2-3]。因此對(duì)電纜絕緣狀態(tài)的評(píng)估具有十分重要的意義。等溫松弛電流(IRC)法作為一種非破壞性的電纜絕緣檢測(cè)方法，目前已經(jīng)在電纜絕緣的狀態(tài)評(píng)估中得到了廣泛的應(yīng)用[4-6]。基于該方法提出老化因子A以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜絕緣狀態(tài)的評(píng)估，研究發(fā)現(xiàn)老化因子A會(huì)隨電纜老化程度的加深而變大[7-8]，并可通過IRC方法獲得絕緣的低頻介質(zhì)損耗因數(shù)圖譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜絕緣狀態(tài)的評(píng)估與水樹枝缺陷的診斷[9-10]。

在IRC測(cè)量中，極化時(shí)間與去極化時(shí)間的選擇沒有確定的標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為極化與去極化時(shí)間越長，測(cè)試結(jié)果越準(zhǔn)確。但是，較長的測(cè)試時(shí)間不利于電纜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，因?yàn)镮RC法是離線測(cè)量方法，長時(shí)間的停電將對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性造成影響。此外在對(duì)三相電纜進(jìn)行逐相檢測(cè)時(shí)，測(cè)量時(shí)間跨度大，環(huán)境溫度的變化可能達(dá)到數(shù)十?dāng)z氏度[11]，此時(shí)溫度對(duì)電纜IRC測(cè)量的影響不可忽略。研究表明[12]，隨著溫度的升高，未老化與水樹老化電纜的電導(dǎo)率均增大，建議電纜停運(yùn)后盡快進(jìn)行測(cè)試。因此選擇合理的測(cè)試時(shí)間十分有必要。

本研究在不同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)10 kV交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行等溫松弛電流測(cè)量，研究不同極化、去極化時(shí)間與測(cè)試溫度對(duì)等溫松弛電流的影響，分析絕緣電介質(zhì)中電荷的入陷與脫陷特性，為等溫松弛電流實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選取提供理論依據(jù)。

1 等溫松弛電流測(cè)試方法

1.1 等溫松弛電流基本原理

基于J G SIMMOMS和M C TAM提出的等溫松弛電流理論[6]，可對(duì)去極化電流結(jié)果進(jìn)行三階指數(shù)模型擬合，三階指數(shù)如式（1）所示。

式（1）中：I(t)為去極化電流；t為去極化時(shí)間；I0為電流到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)的電流值；αi和τi是與絕緣狀態(tài)有關(guān)的量，分別反映陷阱密度大小和深淺。三階指數(shù)分別代表了電纜絕緣的體極化、晶區(qū)與無定形區(qū)的界面極化以及因老化造成的鹽和水合離子的界面極化。

對(duì)于電子陷阱來說，陷阱深度ΔE與時(shí)間t的關(guān)系如式（2）所示。

式（2）中：Ec為導(dǎo)帶能級(jí)；Et為陷阱能級(jí)；k為玻爾茲曼常數(shù)；T為溫度；v為逃逸頻率。去極化過程中陷阱電荷脫陷，電流的表達(dá)式如式（3）所示。

式（3）中：q為電荷量；L為絕緣厚度；f0(E)為起始陷阱能量密度；N(E)為陷阱密度。

從式（2）～（3）可以看出，t和ΔE呈正相關(guān)，I(t)·t與N(E)呈正相關(guān)。因此，利用I(t)·t-t曲線可以有效地反映介質(zhì)內(nèi)部的陷阱分布。

1.2 試樣準(zhǔn)備

選取一根長度為2 m的10 kV XLPE電纜作為研究對(duì)象，該電纜已在空氣中90℃下進(jìn)行了一年的熱老化。導(dǎo)體的截面積為120 mm2，絕緣厚度約為4 mm。在電纜兩端用刀片進(jìn)行外屏蔽層剝離，剝離長度約為20 cm，用沾有無水乙醇的無紡布擦拭掉絕緣表面的污垢，并在電纜絕緣兩端加接地保護(hù)環(huán)，以減少絕緣表面泄漏電流的影響。電纜線芯插入鋼釘，便于連接高壓線。護(hù)套部分剝離，露出銅屏蔽，電流測(cè)量線與銅屏蔽相連，處理后的電纜終端如圖1所示。

圖1 處理后的測(cè)試電纜Fig.1 Treated test cable

1.3 不同極化與去極化時(shí)間測(cè)試

IRC測(cè)試主要分為3個(gè)過程：極化加壓、短路放電和去極化測(cè)量過程。為研究極化時(shí)間與去極化時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，分別設(shè)置如下測(cè)試條件：實(shí)驗(yàn)條件1研究極化時(shí)間(tp)對(duì)去極化電流測(cè)試的影響，其中tp分別設(shè)置為300、600、900、1 200、1 500、1 800 s，而去極化時(shí)間(td)固定為600 s；實(shí)驗(yàn)條件2研究去極化時(shí)間對(duì)去極化電流測(cè)試的影響，其中tp固定為1 500 s，td分別設(shè)置為300、600、900、1 200、1 500、1 800、2 000、2 500、3 000 s。測(cè)試環(huán)境溫度保持為30℃，極化電壓施加非破壞性的1 kV直流電壓。

1.4 不同測(cè)試溫度下去極化電流測(cè)試

使用硅橡膠絕緣柔性加熱帶均勻纏繞在10 kV電纜護(hù)套外側(cè)，配合熱電偶與溫度控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜絕緣25～99℃的溫度控制。利用實(shí)驗(yàn)室研制的松弛電流測(cè)量儀測(cè)試等溫松弛電流，高壓源輸出連接電纜的線芯，電流測(cè)量連接電纜銅帶屏蔽，極化電壓為1 kV，極化時(shí)間為1 800 s，去極化時(shí)間為1 800 s，測(cè)量電路如圖2所示。測(cè)試溫度依次選擇30、50、70、90 ℃，整個(gè)過程中溫控系統(tǒng)保持工作，確保測(cè)試溫度的穩(wěn)定。

圖2 測(cè)量電路與溫度控制系統(tǒng)Fig.2 Measurement circuit and temperature control system

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同極化時(shí)間下去極化電流測(cè)試結(jié)果

不同極化時(shí)間下去極化電流曲線如圖3所示。從圖3可以看出，去極化電流幾乎均在時(shí)間為600 s時(shí)到達(dá)穩(wěn)定值，因此實(shí)驗(yàn)選擇去極化電流的測(cè)試時(shí)間為600 s是合理的。當(dāng)極化時(shí)間為300 s時(shí)，測(cè)得的去極化電流遠(yuǎn)小于其他極化時(shí)間下的去極化電流；而當(dāng)極化時(shí)間為600 s或更長時(shí)，去極化電流測(cè)試結(jié)果相近。在放大圖中可以看出，極化時(shí)間從600 s增加到900 s時(shí)，去極化電流有所減小，這可能是由于極化600 s時(shí)，電荷充分填充陷阱，但在去極化過程中部分電荷沒有完全釋放，當(dāng)再次極化時(shí)，電纜線芯附近殘留的電荷可能會(huì)在一定程度上削弱線芯處電場(chǎng)，影響電極的電荷注入與材料內(nèi)部的電荷遷移，造成陷阱電荷減少，使極化時(shí)間為900 s的去極化電流相比極化時(shí)間為600 s的有所減小。當(dāng)極化時(shí)間從900 s增加到1 800 s時(shí)，去極化電流呈略有增大的趨勢(shì)，但增幅極小，極化時(shí)間為1 200、1 500、1 800 s時(shí)得到的去極化電流結(jié)果幾乎一致，這可能是因?yàn)闃O化時(shí)間的延長克服了殘留電荷對(duì)電荷注入與遷移的影響，在一定程度上促使更多的電荷入陷，進(jìn)而造成去極化電流增大，但電荷的入陷過程已基本達(dá)到穩(wěn)態(tài)，因此不同極化時(shí)間下得到的去極化電流值接近。在去極化電流測(cè)試的后期，極化時(shí)間對(duì)去極化電流沒有影響，這是由于在較長時(shí)間放電后，電纜中去極化電流減小導(dǎo)致相互之間的差異也變小。因此可認(rèn)為600～1 800 s的極化時(shí)間下可以獲得較為準(zhǔn)確的去極化電流測(cè)試結(jié)果。

圖3 不同極化時(shí)間下去極化電流的測(cè)試結(jié)果Fig.3 Test results of depolarization current under different polarization time

從上述結(jié)果可以看出，極化時(shí)間的長短將會(huì)影響去極化電流的測(cè)試結(jié)果。若極化時(shí)間過短，則測(cè)得的去極化電流可能過小，造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；延長極化時(shí)間可以提高測(cè)試結(jié)果的可靠性，但極化時(shí)間過長則整個(gè)測(cè)試的時(shí)間成本增加，不符合實(shí)際的測(cè)試需求。在大于600 s的極化時(shí)間下，均可獲得較為準(zhǔn)確的去極化電流測(cè)試結(jié)果，其中極化時(shí)間為1 200～1 800 s時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為相近，可作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)中極化時(shí)間選擇的依據(jù)。

2.2 不同去極化時(shí)間下去極化電流測(cè)試結(jié)果

在2.1節(jié)的研究基礎(chǔ)上，選擇1 500 s作為極化時(shí)間，去極化時(shí)間跨度為300～3 000 s。由于極化條件一致，單純比較不同去極化時(shí)間下的去極化電流曲線是沒有意義的，因此對(duì)去極化電流進(jìn)行三階指數(shù)擬合，擬合結(jié)果如表2所示，并繪制I(t)·t-t的分峰曲線，如圖4所示。

表2 不同去極化時(shí)間的電流擬合結(jié)果Tab.2 Fitting results of current under different depolarization time

圖4 不同去極化時(shí)間下去極化電流的測(cè)試結(jié)果Fig.4 Test results of depolarization current under different depolarization time

從表2中去極化電流的三階指數(shù)擬合結(jié)果可以看出，隨著去極化時(shí)間的增加，除時(shí)間常數(shù)τ3外，其他參數(shù)基本在同一數(shù)量級(jí)。隨著去極化時(shí)間的增加，τ3出現(xiàn)明顯的變化，去極化時(shí)間為300 s時(shí)，τ3為35.8，而去極化時(shí)間為2 500 s時(shí)，τ3增加至1618.1。可見，去極化時(shí)間的長短會(huì)顯著影響擬合結(jié)果中τ3的數(shù)值。結(jié)合圖4中的分峰結(jié)果可以看出，隨著去極化時(shí)間的增加，分峰曲線中峰3向右側(cè)移動(dòng)，去極化時(shí)間為300 s時(shí)，峰3出現(xiàn)的時(shí)間在10～100 s，而去極化時(shí)間為2 500 s時(shí)，峰3出現(xiàn)的時(shí)間已大于1 000 s。此外，去極化時(shí)間的增加，也可以看作是分峰曲線的延伸，如去極化時(shí)間為600 s和900 s的分峰曲線，二者峰值出現(xiàn)的位置相近，但是900 s時(shí)的曲線進(jìn)一步向更長的時(shí)間延伸。就整體曲線的分布而言，去極化時(shí)間不大于900 s的分峰曲線主要分布在較小的時(shí)間軸上；而去極化時(shí)間不小于1 200 s的分峰曲線主要分布在較大的時(shí)間軸上，且分布相對(duì)較為穩(wěn)定。

從上述結(jié)果可以看出，若去極化時(shí)間較短，分峰曲線分布在較小的時(shí)間軸內(nèi)；而增加去極化時(shí)間，可使分峰曲線向更大的時(shí)間軸方向移動(dòng)，并且分布基本穩(wěn)定在1 000 s之外。因此，在大于1 200 s的去極化測(cè)量中可以獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，其中1 200～2 500 s的實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為相近，這可作為等溫松弛電流測(cè)試中去極化時(shí)間選擇的依據(jù)。

2.3 不同溫度下去極化電流測(cè)試結(jié)果

不同測(cè)試溫度下的去極化電流曲線如圖5所示。從圖5可以看出，當(dāng)測(cè)試時(shí)間小于3 s時(shí)，隨著溫度的升高，去極化電流出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，30℃的去極化電流曲線比50℃的高，但70℃和90℃的去極化電流逐漸增大。可見，溫度對(duì)去極化電流的測(cè)量有顯著的影響。在較低的溫度范圍內(nèi)，去極化電流會(huì)隨溫度的升高而減小，但在溫度較高的范圍內(nèi)，去極化電流會(huì)隨溫度的升高顯著增大。可見，在對(duì)三相電纜進(jìn)行等溫松弛電流測(cè)量時(shí)，最好以三相同步檢測(cè)的方法獲取去極化電流，這樣可有效縮短測(cè)試時(shí)間并提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖5 不同溫度下去極化電流測(cè)試結(jié)果Fig.5 Test results of depolarization current under different temperatures

3 討論

3.1 極化時(shí)間對(duì)去極化電流的影響

極化過程中，絕緣兩端承受電壓，介質(zhì)中的偶極子、離子等會(huì)發(fā)生位移、轉(zhuǎn)向或拉伸[13]。此外由電極注入的電荷將在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移，且可能被材料內(nèi)部的陷阱所捕獲，成為受陷電荷。當(dāng)極化電源被移除且介質(zhì)兩端通過電阻短接時(shí)，陷阱電荷將脫陷從而形成去極化電流，可見去極化電流與陷阱電荷密切相關(guān)[6-8]。

為了進(jìn)一步分析極化時(shí)間對(duì)去極化電流的影響，將不同極化時(shí)間下去極化電流前10 s的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，隨著極化時(shí)間的增加，去極化電流增大，在極化時(shí)間超過900 s之后，去極化電流的數(shù)據(jù)基本保持穩(wěn)定。電荷填滿陷阱能級(jí)需要一定的時(shí)間，當(dāng)極化時(shí)間較短時(shí)，絕緣介質(zhì)內(nèi)的陷阱無法被電荷完全填充，因此在去極化過程中，較少的陷阱電荷脫陷只能產(chǎn)生較小的去極化電流；而當(dāng)極化時(shí)間較長時(shí)，介質(zhì)內(nèi)的陷阱被充分填充，因此在去極化過程中大量的陷阱電荷脫陷將產(chǎn)生較大的去極化電流。而電荷的入陷會(huì)到達(dá)飽和狀態(tài)，因此去極化電流隨著極化時(shí)間的增加達(dá)到了一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)定值，此時(shí)極化時(shí)間的進(jìn)一步增加不會(huì)使去極化電流明顯改變。

圖6 不同極化時(shí)間下去極化電流的平均值Fig.6 Average depolarization current under different polarization time

3.2 去極化時(shí)間對(duì)去極化電流的影響

去極化時(shí)間的增加并不會(huì)改變絕緣的介電響應(yīng)，只會(huì)對(duì)去極化電流數(shù)據(jù)的三階指數(shù)擬合產(chǎn)生影響。從等溫松弛電流的機(jī)理來分析，去極化時(shí)間越長，能反映的陷阱分布越廣，有關(guān)深陷阱的表征則需要更長的去極化測(cè)量時(shí)間。從表2可知，去極化時(shí)間的增加會(huì)造成三階擬合結(jié)果中各項(xiàng)時(shí)間常數(shù)的變化，因此將各時(shí)間常數(shù)與去極化時(shí)間之間的關(guān)系繪制成曲線，如圖7所示。從圖7可以看出，隨著去極化時(shí)間的增加，各三階指數(shù)的時(shí)間常數(shù)基本呈上升趨勢(shì)，其中τ3的變化最明顯。去極化時(shí)間的增加，使去極化電流在進(jìn)行三階指數(shù)擬合時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)更多，理論上會(huì)使擬合結(jié)果更為準(zhǔn)確，但是較長的測(cè)量時(shí)間有可能會(huì)引入較多的隨機(jī)干擾，干擾數(shù)據(jù)點(diǎn)的增加又會(huì)在一定程度上影響擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖7 不同去極化時(shí)間下的時(shí)間常數(shù)Fig.7 Time constant under different depolarization time

測(cè)量等溫松弛電流的主要目的是對(duì)電纜的絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。本研究基于等溫松弛電流理論，提出老化因子A對(duì)電纜絕緣實(shí)現(xiàn)絕緣狀態(tài)評(píng)估[7-8]，其計(jì)算方法如式（4）所示。

式（4）中：Q(τ3)代表因老化造成的鹽和水合離子的界面極化的決定量；Q(τ2)代表晶區(qū)與無定形區(qū)的界面極化的決定量。Q(t)的計(jì)算方法如式（5）所示，

老化因子A的可靠性將直接影響電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估的可靠性。因此對(duì)本研究中不同去極化時(shí)間下的等溫松弛電流進(jìn)行老化因子A的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖8所示。

圖8 不同去極化時(shí)間下的老化因子AFig.8 Ageing factor A under different depolarization time

從圖8可以看出，老化因子A隨去極化時(shí)間的變化而變化，最小為2.1，最大值為4.76。雖然老化因子A的變化范圍較大，但是可以看出，在去極化時(shí)間為1 200～2 500 s時(shí)，老化因子A較為穩(wěn)定，其數(shù)值在4.2上下波動(dòng)。因此，與2.2節(jié)中的結(jié)果類似，去極化時(shí)間選取為1 200～2 500 s可有效提高等溫松弛電流測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與老化因子A的穩(wěn)定性，從而提高等溫松弛電流法在電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估中的可靠性。

3.3 測(cè)試溫度對(duì)去極化電流的影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度從30℃升高到50℃時(shí)，去極化電流明顯減小，這可能是由于溫度升高使極化過程中絕緣介質(zhì)淺陷阱中陷阱電荷的脫陷率增加[14]。

在較低的溫度范圍內(nèi)，溫度升高對(duì)極化過程中淺陷阱中陷阱電荷脫陷的影響如圖9所示。電荷在極化過程中入陷，然后在去極化過程中脫陷形成去極化電流。當(dāng)溫度升高時(shí)，電荷的脫陷系數(shù)增加，極化過程中淺陷阱電荷可能會(huì)出現(xiàn)大量脫陷，因此陷阱電荷減少，即式（3）中的陷阱密度N(E)減小，從而造成去極化電流減小。因此在溫度較低范圍內(nèi)，溫度的升高使去極化電流有一定程度的減小。

圖9 較低溫度范圍內(nèi)溫度對(duì)陷阱電荷的影響Fig.9 Effect of temperature on the trapped charge in lower temperature range

而當(dāng)溫度從50℃升高到90℃時(shí)，去極化電流明顯增大，這可能與高溫下材料電導(dǎo)率的增加與去極化過程中深陷阱電荷的脫陷有關(guān)，如圖10所示。一方面，交聯(lián)聚乙烯材料的電導(dǎo)率會(huì)隨溫度的升高而增大[15]，導(dǎo)致電纜絕緣層的電阻下降，促使去極化過程中的電流增大，從式（3）可以看出，溫度T升高，電流I增大；另一方面，溫度的升高會(huì)促使深陷阱電荷脫陷，根據(jù)熱刺激電流理論[16]，溫度越高，所獲得的電荷陷阱深度越深，陷阱深度（ΔE）的計(jì)算如式（6）所示。式（6）中：T為熱刺激電流峰值對(duì)應(yīng)溫度；k為玻爾茲曼常數(shù)；w為電流峰值的半峰寬。可以看出，升溫促使去極化過程中深陷阱電荷的脫陷，造成去極化電流增大。

圖10 較高溫度范圍內(nèi)溫度對(duì)陷阱電荷的影響Fig.10 Effect of temperature on the trapped charge in higher temperature range

4 基于等溫松弛電流法的電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估

4.1 實(shí)驗(yàn)方法

從上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論中可以看出，極化時(shí)間與去極化時(shí)間的選擇會(huì)影響等溫松弛電流的測(cè)量結(jié)果，當(dāng)極化時(shí)間不短于600 s，去極化時(shí)間在1 200～2 500 s時(shí)，可獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果?；诖耍竟?jié)選用極化時(shí)間1 800 s與去極化時(shí)間1 800 s，對(duì)不同老化程度的模型電纜進(jìn)行等溫松弛電流檢測(cè)，來驗(yàn)證該測(cè)試條件的有效性。

測(cè)試樣品為XLPE模型電纜，絕緣厚度為2.8 mm，老化溫度為135℃，老化電壓為56 kV。分別取未老化、老化120 h和老化240 h的電纜作為測(cè)試樣品，極化電壓為700 V，測(cè)試溫度為30℃。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

去極化電流的測(cè)量結(jié)果如圖11(a)所示，利用式（1）對(duì)去極化電流進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果如表3所示，并結(jié)合等溫松弛電流理論對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行分峰處理，結(jié)果如圖11(b)～(d)所示。從圖11(a)可以看出，隨著電纜老化程度的加深，去極化電流逐漸增大。比較圖11(b)和11(c)可以看出，未老化電纜的峰2和峰3的峰值基本一致，但在老化120 h后峰2和峰3的峰值均減小，并且峰2和峰3峰值的差異增大。這可能是由于電纜絕緣在老化的起始階段出現(xiàn)后固化與再交聯(lián)作用[17]，使絕緣材料內(nèi)各極化因素的決定量出現(xiàn)一定程度的降低，但是峰2和峰3峰值差異的增大，說明相比于界面極化，因老化造成的極化增強(qiáng)。隨著老化程度的進(jìn)一步加深，從圖11(d)可以看出，當(dāng)老化時(shí)間為240 h時(shí)，峰2和峰3的峰值均變大，說明老化使電纜絕緣內(nèi)出現(xiàn)新的界面，導(dǎo)致界面極化增強(qiáng)，同時(shí)絕緣介質(zhì)內(nèi)陷阱密度增大，絕緣老化程度加劇。

圖11 不同老化程度電纜的去極化電流Fig.11 Depolarization time of cables with different degrees

表3 擬合結(jié)果與老化因子Tab.3 Fitting results and ageing factors

從表3可以看出，隨著老化時(shí)間的增加，老化因子A逐漸增大，未老化電纜的老化因子A為1.7，而老化240 h后，A增大至2.2?？梢娀谏鲜鰷y(cè)試條件下，利用等溫松弛電流法可以有效地實(shí)現(xiàn)電纜絕緣的狀態(tài)檢測(cè)。

綜上可知，隨著電纜老化程度的加深，去極化電流增大，老化因子A逐漸增大，有效驗(yàn)證了本文測(cè)量方法對(duì)電纜絕緣老化檢測(cè)的靈敏性與絕緣狀態(tài)評(píng)估的可行性。

5 結(jié)論

通過對(duì)不同極化時(shí)間、去極化時(shí)間以及不同溫度下電纜等溫松弛電流的測(cè)量，研究了電纜等溫松弛電流的時(shí)間特性與溫度特性，主要得出如下結(jié)論：

（1）較短的極化時(shí)間會(huì)產(chǎn)生較小的去極化電流，延長極化時(shí)間可以提高測(cè)量結(jié)果的可靠性，這可能是由于陷阱被電荷填充需要一定的時(shí)間，極化時(shí)間在不短于600 s時(shí)均可獲得較為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果；增加去極化測(cè)量時(shí)間會(huì)使分峰曲線向較大的時(shí)間軸移動(dòng)，去極化時(shí)間選取在1 200～2 500 s可有效提高等溫松弛電流測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與老化因子A的穩(wěn)定性。

（2）在較低的溫度范圍內(nèi)，去極化電流隨溫度的升高而減小，這是由于在較低溫度范圍內(nèi)，溫度的升高會(huì)促進(jìn)極化過程中淺陷阱電荷的脫陷；在溫度較高的范圍內(nèi)，去極化電流隨溫度的升高而增大，這是由于在較高溫度范圍內(nèi)，溫度升高可使材料的電導(dǎo)率增大并促進(jìn)去極化過程中深陷阱電荷脫陷。

（3）在極化/去極化時(shí)間均為1 800 s的測(cè)試條件下，對(duì)不同老化程度的XLPE模型電纜進(jìn)行等溫松弛電流測(cè)量，發(fā)現(xiàn)隨著老化程度的加深，去極化電流增大，介質(zhì)中陷阱密度增大，電纜絕緣老化因子A變大，有效驗(yàn)證了該測(cè)量方法對(duì)電纜絕緣老化檢測(cè)的靈敏性與絕緣狀態(tài)評(píng)估的可行性。