王 天，白銀浩，呂中賓，王釬宇，姚利娜

（1.國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南 鄭州 450052；2.鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 引言

隨著我國國民對(duì)用電需求的不斷增加，電力電纜的重要性也日益提高。其中，相比于傳統(tǒng)電纜，交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜不僅具有優(yōu)異的電氣性能，還具有更好的力學(xué)性能和耐老化性能，這使其成為應(yīng)用最廣泛的電纜[1]。

絕緣層是電力電纜的重要組成部分之一，其作用是承受電壓，保證電力電纜線芯與外部環(huán)境的電氣隔離。實(shí)際使用中，在多種因素的共同作用下，絕緣發(fā)生老化，性能逐漸降低，最終導(dǎo)致絕緣失效而引發(fā)故障。業(yè)界研究表明，除了安裝不當(dāng)和外部損壞外，電纜絕緣老化是造成電纜斷電的主要原因。

因此，為了保障輸電系統(tǒng)的安全可靠，需要在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)電纜絕緣材料進(jìn)行老化試驗(yàn)，以便對(duì)XLPE電纜絕緣老化有更加深入的研究。本文歸納總結(jié)了XLPE電纜絕緣常見的老化方式、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室老化試驗(yàn)以及電纜絕緣的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，并對(duì)目前國內(nèi)外XLPE電纜絕緣老化試驗(yàn)的研究進(jìn)展進(jìn)行了論述。

1 電纜絕緣的老化方式及影響因素

由于早期經(jīng)驗(yàn)的缺失，電纜在生產(chǎn)制造、安裝鋪設(shè)和運(yùn)行維護(hù)中都不可避免地存在些許缺陷，而電纜運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期遭受各種外界條件的影響，導(dǎo)致其絕緣性能下降發(fā)生老化。其中最主要的老化方式是水樹老化和電樹枝老化[2]。

1.1 水樹老化

水樹老化是指在交流電場(chǎng)和水分的作用下，電纜的絕緣材料內(nèi)部發(fā)生降解的現(xiàn)象[3]。在周圍環(huán)境的作用下，絕緣層中會(huì)發(fā)展出一些微通道，形成水樹，當(dāng)水樹生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成電樹枝，形成放電，加速絕緣老化，最終導(dǎo)致絕緣層被擊穿[4]。為了減小乃至避免實(shí)際工程中水樹老化的危害，學(xué)者們一直在對(duì)水樹的誘發(fā)原因、生長(zhǎng)規(guī)律和尺寸形狀等進(jìn)行研究。

盡管目前仍未能全面解釋水樹枝的誘發(fā)原因，但電場(chǎng)和水分的長(zhǎng)期作用是主導(dǎo)因素。研究發(fā)現(xiàn)，水樹老化現(xiàn)象在直流電場(chǎng)下幾乎不會(huì)出現(xiàn)，大多是出現(xiàn)在交流電場(chǎng)環(huán)境中，有學(xué)者認(rèn)為，交變電場(chǎng)的頻率變化會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣材料產(chǎn)生疲勞，這可能是水樹枝產(chǎn)生的根本原因[5]。但水樹老化的原因太過復(fù)雜，溫度、離子濃度、機(jī)械外力和自身材料結(jié)構(gòu)均會(huì)對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生影響。

1.1.1 溫度對(duì)水樹老化的影響

溫度與水樹的生長(zhǎng)及水樹向電樹的轉(zhuǎn)換有著密切聯(lián)系，研究表明在高溫下水樹生長(zhǎng)速率會(huì)提高[6]，主要是由于溫度的上升促進(jìn)了材料力學(xué)性能的降低、微孔的擴(kuò)大以及水和鹽離子的擴(kuò)散等，這是由分子的熱運(yùn)動(dòng)決定的[7]。而在低溫下，水樹枝的生長(zhǎng)也會(huì)得到一定程度的促進(jìn)[8]，這主要是由分子鏈的取向行為決定的[9]。

此外，相較于恒溫條件，溫度的交替變化也會(huì)加速水樹生長(zhǎng)。文獻(xiàn)[10]表明，在一定溫度范圍內(nèi)（0～60℃或更高）反復(fù)進(jìn)行溫度循環(huán)時(shí)，XLPE分子鏈會(huì)發(fā)生取向-解取向的循環(huán)過程，從高溫到低溫時(shí)，水樹生長(zhǎng)加速，溫度再次升高，水樹的生長(zhǎng)速率也會(huì)進(jìn)一步提高。在低溫條件下，水樹的枝干清晰，隨著溫度的升高，水樹逐漸變粗變密，在高溫條件下，水樹連成一片[11]。因此，若電纜處在溫度交替變化的環(huán)境下，可能會(huì)出現(xiàn)絕緣中水樹生長(zhǎng)更為快速的情況。

1.1.2 離子對(duì)水樹老化的影響

離子對(duì)XLPE電纜絕緣中水樹的生長(zhǎng)也有著重要影響。在相同的條件下，相比于自來水環(huán)境，含有 Cl-、SO42-等離子的水會(huì)使XLPE電纜更容易產(chǎn)生水樹枝，且水樹枝的生長(zhǎng)速度是自來水環(huán)境下的3～4 倍，因此水樹在 NaCl、KCl、FeCl3、FeSO4等溶液中的生長(zhǎng)速度會(huì)明顯加快[12]。

電纜絕緣材料中水樹的形貌各有不同，溶液中離子的遷移速度越快，水樹就越容易生長(zhǎng)。而離子在XLPE材料中的遷移速度和離子濃度與離子半徑相關(guān)，離子的濃度越大、半徑越小時(shí)，離子遷移速度就越快，對(duì)水樹生長(zhǎng)更有利[13]。文獻(xiàn)[14]表明，溶液中陽離子的半徑越小，水樹長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。文獻(xiàn)[15]從水合離子的擴(kuò)散模型方面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)離子半徑越大，遷移到材料內(nèi)部的離子通量越小，水樹長(zhǎng)度越短。

文獻(xiàn)[16]研究發(fā)現(xiàn)向KCl溶液中添加HCl或KOH會(huì)加速水樹的生長(zhǎng)，因?yàn)槿芤褐蠬+和OH-增加。文獻(xiàn)[17]研究了XLPE電纜絕緣在不同酸堿環(huán)境下水樹的生長(zhǎng)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)酸性環(huán)境和堿性環(huán)境均能促進(jìn)水樹的生長(zhǎng)，其中酸性環(huán)境的促進(jìn)作用更明顯。如果溶液的離子濃度相同，中性溶液中的水樹長(zhǎng)度最短但間隙最大，分枝最明顯。這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)作用下，H+和OH-的離子運(yùn)動(dòng)更劇烈，會(huì)引起更嚴(yán)重的分子鏈斷裂現(xiàn)象。

1.1.3 機(jī)械應(yīng)力對(duì)水樹老化的影響

機(jī)械應(yīng)力也是影響水樹生長(zhǎng)的因素之一。即使在同一根電纜上，絕緣層受到的機(jī)械應(yīng)力也會(huì)因?yàn)槲恢玫牟煌嬖诓町?。與靜態(tài)參考電纜相比，在具有最大機(jī)械應(yīng)變的位置發(fā)現(xiàn)水樹枝的密度明顯更高[18]。研究發(fā)現(xiàn)水樹枝的密度和生長(zhǎng)速率隨著機(jī)械張力的增加而顯著增加，而機(jī)械壓力則會(huì)抑制水樹生長(zhǎng)，這是由于機(jī)械張力可以增大XLPE絕緣材料中細(xì)長(zhǎng)微孔的密度，而機(jī)械壓力會(huì)減小這種微孔洞的密度[19]。

絕緣層中出現(xiàn)傾斜水樹的重要原因就是XLPE材料的力學(xué)取向。文獻(xiàn)[20]研究了在不同溫度條件下機(jī)械應(yīng)力對(duì)電纜絕緣中水樹生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電纜溫度升高時(shí)，施加有機(jī)械應(yīng)力的絕緣材料更容易發(fā)生力學(xué)取向，使得水樹枝傾斜生長(zhǎng)，且沿著取向方向，水樹枝生長(zhǎng)速率明顯提高。

1.1.4 絕緣材料對(duì)水樹老化的影響

XLPE電纜絕緣材料的交聯(lián)度和結(jié)晶度等也會(huì)對(duì)水樹的生長(zhǎng)有影響。文獻(xiàn)[21]表明，交聯(lián)度的提升可以使電纜的耐水樹枝能力顯著提高。文獻(xiàn)[22]表明，雖然交聯(lián)反應(yīng)會(huì)使XLPE材料的結(jié)晶度下降，但反應(yīng)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也會(huì)限制水樹生長(zhǎng)，且相比于結(jié)晶度，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)水樹的影響更明顯。文獻(xiàn)[23]深入研究了交聯(lián)度和結(jié)晶度對(duì)水樹生長(zhǎng)的作用機(jī)制，結(jié)果表明，在0～90%交聯(lián)度范圍內(nèi)，水樹的生長(zhǎng)是交聯(lián)和結(jié)晶共同作用的結(jié)果。交聯(lián)度在0～80%內(nèi)，交聯(lián)度起著主要影響作用，交聯(lián)度越高，水樹的尺寸越小；但當(dāng)交聯(lián)度高于80%時(shí)，結(jié)晶度對(duì)水樹的影響將大于交聯(lián)度，水樹尺寸隨著結(jié)晶度的下降而增加。

1.2 電樹老化

電纜絕緣中的雜質(zhì)、氣泡或突起等缺陷會(huì)造成局部電場(chǎng)集中而導(dǎo)致局部電擊穿，形成樹枝狀放電通道，業(yè)界學(xué)者將這種現(xiàn)象稱為電樹老化[24-25]。電樹枝從引發(fā)到生長(zhǎng)是一個(gè)十分復(fù)雜的電腐蝕現(xiàn)象，電纜狀態(tài)、介質(zhì)種類、微觀結(jié)構(gòu)等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。電樹枝一旦形成，就會(huì)在電場(chǎng)的作用下不停地發(fā)展，直到完全擊穿絕緣層，形成貫穿的放電路徑[26]，使交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層失去原有的絕緣能力，最終導(dǎo)致停電等運(yùn)行事故。絕緣被擊穿的時(shí)間并不固定，從幾微秒到幾個(gè)月都有可能，但無論多長(zhǎng)時(shí)間，電纜絕緣被擊穿之前都會(huì)產(chǎn)生電樹枝[27]。

電樹枝的引發(fā)和生長(zhǎng)過程與很多因素有關(guān)，外加電壓和頻率、溫度、機(jī)械應(yīng)力、空間電荷等因素都會(huì)對(duì)其造成影響。

1.2.1 電壓對(duì)電樹枝的影響

XLPE電纜在運(yùn)行時(shí)，一直處于變化的交流電壓下，不同的電壓類型對(duì)于電樹枝的引發(fā)和發(fā)展有著顯著影響。

文獻(xiàn)[28]研究發(fā)現(xiàn)電樹的起始電壓與升壓速率有關(guān)，且兩者呈負(fù)相關(guān)，升壓速率越快，電樹枝的起始電壓就越低，更易產(chǎn)生電樹枝，需要注意的是，在負(fù)極性直流電壓下電樹的起始電壓較高。對(duì)電纜施加不同的電壓直至絕緣被擊穿，獲得電樹枝擊穿通道的形態(tài)不一樣[29]，產(chǎn)生枝狀電樹枝的電纜絕緣最快被擊穿，其次是密枝狀電樹枝，最后是叢狀電樹枝。隨著外施電壓的增大，電樹枝的引發(fā)時(shí)間縮短，電纜絕緣的擊穿時(shí)間減少，電樹枝的平均生長(zhǎng)速度減慢。

外施電壓頻率也會(huì)對(duì)電樹枝的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，文獻(xiàn)[30]發(fā)現(xiàn)在低頻下存在三類電樹枝，分別為枝狀、枝狀與叢林混合狀以及純叢林狀電樹枝；而在高頻作用下，電纜絕緣只能生成稠密枝狀電樹枝。

雖然在恒定的直流電場(chǎng)下[31]，XLPE絕緣表現(xiàn)出相當(dāng)好的性能，電樹枝的引發(fā)電壓較高，生長(zhǎng)速度緩慢，但如果將電纜接地或?qū)ζ涫┘用}沖電場(chǎng)，則有可能使其在較低的電壓下產(chǎn)生電樹枝[32]。

以往研究表明，接地條件下，直流預(yù)壓的時(shí)間和電樹枝的引發(fā)率關(guān)聯(lián)不大，但極性卻對(duì)電樹枝的生長(zhǎng)狀況有著很大的影響。當(dāng)外部條件相同時(shí)，正極性直流電場(chǎng)下電樹枝的引發(fā)率和平均生長(zhǎng)速度均大于負(fù)極性，且電樹枝的生長(zhǎng)速度會(huì)隨著直流電壓的增加而表現(xiàn)出明顯的增大趨勢(shì)[33]。

若外施電場(chǎng)為交流疊加沖擊電壓，當(dāng)預(yù)加的交流電壓小于且單獨(dú)作用下電樹枝起始電壓的40%時(shí)，XLPE中電樹的沖擊起暈電壓僅由所加的沖擊電壓決定，與交流電壓無關(guān)；但當(dāng)交流電壓上升至閾值以上時(shí)，沖擊起暈電壓就會(huì)隨著所加交流電壓的增加而減小[34]。

1.2.2 溫度對(duì)電樹枝的影響

文獻(xiàn)[35]表明，電樹枝的生長(zhǎng)速度與溫度整體呈正相關(guān)，但是在負(fù)極性直流電壓的作用下，只有當(dāng)溫度達(dá)到90℃后，電樹枝的引發(fā)速率才會(huì)隨著溫度的升高而加快；而在正極性電場(chǎng)下沒有閾值，電樹枝生長(zhǎng)速度隨著溫度上升而增加。此外，電樹枝的引發(fā)時(shí)間也與溫度有關(guān)，溫度越高，電樹枝越容易被引發(fā)，如果電纜運(yùn)行溫度超過110℃，則在很短時(shí)間的電場(chǎng)作用下也會(huì)產(chǎn)生電樹枝[36]。而在低溫環(huán)境下，電纜絕緣中電樹枝的生長(zhǎng)速度受到抑制，且溫度越低抑制作用越明顯[37]，隨著電樹枝的生長(zhǎng)，溫度對(duì)電樹枝的抑制作用也會(huì)增強(qiáng)[38]。

1.2.3 機(jī)械應(yīng)力對(duì)電樹枝的影響

電樹枝生長(zhǎng)與交聯(lián)聚乙烯電纜中的機(jī)械應(yīng)力也有關(guān)系。文獻(xiàn)[39]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷過機(jī)械壓力作用的交聯(lián)聚乙烯的電樹枝起始電壓低于沒有經(jīng)歷過機(jī)械壓力作用的交聯(lián)聚乙烯，同時(shí)電樹枝的引發(fā)時(shí)間也縮短。機(jī)械應(yīng)力的存在使得交聯(lián)聚乙烯中部分分子的化學(xué)鍵被物理應(yīng)力拉伸變形或者斷裂，導(dǎo)致原有交聯(lián)聚乙烯結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改變了其原有的電氣性能。

文獻(xiàn)[40]研究發(fā)現(xiàn)與不存在機(jī)械應(yīng)力的交聯(lián)聚乙烯相比，尖端周圍存在機(jī)械應(yīng)力的交聯(lián)聚乙烯中電樹枝引發(fā)時(shí)間更短，生長(zhǎng)速度更快。當(dāng)存在內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力時(shí)，低頻狀態(tài)下的電樹枝部分具有類似松枝狀的結(jié)構(gòu)，高頻狀態(tài)下則均為稠密枝狀結(jié)構(gòu)；如果不存在內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力，則電樹枝通常為枝狀或枝狀加叢林狀的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

1.2.4 空間電荷對(duì)電樹枝的影響

空間電荷對(duì)于電樹枝的引發(fā)起著主要作用。外施電壓的極性和頻率都會(huì)對(duì)空間電荷的產(chǎn)生、分布、運(yùn)動(dòng)造成影響。在外施電場(chǎng)作用下，電纜絕緣被注入空間電荷，空間電荷能夠削弱針尖處的最大電場(chǎng)強(qiáng)度，該作用隨著空間電荷含量的增加而增加，此外，空間電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)也隨其密度的增加而增加，當(dāng)空間電荷積累到一定程度時(shí)，會(huì)在變動(dòng)電壓的作用下短時(shí)間內(nèi)快速釋放，引發(fā)電樹枝。根據(jù)這一推斷，可以解釋電樹枝引發(fā)的許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究空間電荷的形成、分布、運(yùn)動(dòng)規(guī)律是進(jìn)一步定量研究電樹枝引發(fā)機(jī)理的關(guān)鍵[41]。

1.2.5 其他因素對(duì)電樹枝的影響

電樹枝的影響因素還包括氣壓和納米顆粒填充等。文獻(xiàn)[42]研究了局部氣壓對(duì)XLPE電纜電樹枝生長(zhǎng)特性的影響，結(jié)果表明，在低溫下，氣壓變化對(duì)電樹枝的引發(fā)無明顯作用，且氣壓的升高會(huì)抑制電樹枝的生長(zhǎng)；在高溫下，氣壓的變化促進(jìn)了電樹枝的引發(fā)與生長(zhǎng)。

不同的納米顆粒填充對(duì)電樹枝的影響也不同，文獻(xiàn)[43]研究發(fā)現(xiàn)在正極性電壓下添加納米MgO顆?？梢宰璧K針尖處同極性電荷的注入與抽出，進(jìn)而阻礙電樹枝的引發(fā)。納米顆粒填充對(duì)電樹枝的影響未來可以應(yīng)用到抗電樹電纜絕緣材料的研究開發(fā)上。

2 實(shí)驗(yàn)室條件下的絕緣老化試驗(yàn)

為了便于在短時(shí)間內(nèi)獲取電纜絕緣老化數(shù)據(jù)，研究其老化規(guī)律，需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行加速電纜絕緣老化的試驗(yàn)，加速老化試驗(yàn)的難點(diǎn)在于將實(shí)驗(yàn)室條件下電纜的壽命與運(yùn)行條件下的壽命相關(guān)聯(lián)[44]。目前研究者仍然無法完全了解絕緣老化的根本機(jī)理，很難在實(shí)驗(yàn)室對(duì)絕緣實(shí)際老化過程進(jìn)行模擬再現(xiàn)，而且有些外界環(huán)境條件很難用物理量進(jìn)行表征。

2.1 水樹老化試驗(yàn)

在自然條件下，水樹的生長(zhǎng)過程十分緩慢，為了加速得到XLPE電纜絕緣中的水樹，需要在電纜絕緣中培養(yǎng)水樹。實(shí)驗(yàn)室往往通過水針電極法來制造人工缺陷，即在電纜表面采用針扎等方法制造缺陷，然后將其放入溶液中培養(yǎng)水樹。近年來，盡管關(guān)于水樹老化的研究不斷加深，但加速水樹老化的基本方法還是相同的。

對(duì)于電纜絕緣層的切片樣本，可以直接在表面制造缺陷，然后將其浸沒在水中，通過加壓來實(shí)現(xiàn)老化[45]；對(duì)于塊狀的絕緣層樣本，常用的方法就是水針法，即在樣本上鉆孔，在中間插入電極進(jìn)行老化[46]；對(duì)于直接截取的有一定長(zhǎng)度的電纜樣本，則需剝離外部鎧裝，在電纜絕緣層上通過針刺來制造缺陷，然后將其浸入一定濃度的NaCl溶液中，并在纜芯端加壓，達(dá)到加速水樹老化的目的[47]；對(duì)于不易浸入溶液中的電纜，可采用注射的方法，將裝有NaCl溶液的注射器倒插入電纜絕緣層的缺陷中，在纜芯端加壓，注射器針頭并聯(lián)接地[48]。這些方法都是利用了缺陷導(dǎo)致電場(chǎng)畸變的原理，在電場(chǎng)和溶液的共同作用下加速水樹枝的生長(zhǎng)。

文獻(xiàn)[49]在水針電極法的基礎(chǔ)上，采用熱循環(huán)和熱沖擊分別對(duì)XLPE材料進(jìn)行處理，使用顯微鏡對(duì)水樹枝的尺寸形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，統(tǒng)計(jì)其引發(fā)率，同時(shí)對(duì)其力學(xué)性能和交聯(lián)度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，經(jīng)過熱處理的XLPE電纜力學(xué)性能明顯下降，水樹枝的尺寸變大。

對(duì)于縮短水樹培養(yǎng)的時(shí)間，水針電極法是目前應(yīng)用較多的一種方法，但也存在不足之處。首先，大多數(shù)針頭的材質(zhì)是金屬，電導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)較高，因此在電場(chǎng)作用下，針尖位置容易產(chǎn)生電樹枝，導(dǎo)致電纜絕緣被擊穿，試驗(yàn)失敗。其次，針扎過程中會(huì)對(duì)周邊材料產(chǎn)生機(jī)械擠壓，使其產(chǎn)生微小空隙，即使拔出針頭，殘余的機(jī)械應(yīng)力也會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。此外，針扎的深度和斜度很難精確控制，致使水樹枝的形態(tài)差異較大，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下制造的水樹多為單株，與實(shí)際情況中成片的水樹有一定差異。最重要的是，實(shí)際運(yùn)行的電纜絕緣中幾乎不存在這么大的針尖缺陷[50]。

文獻(xiàn)[51]拋棄了傳統(tǒng)的利用針扎來制造缺陷的方法，使用砂紙打磨剝?nèi)グ雽?dǎo)體外屏蔽電纜的主絕緣表面制造缺陷作為引發(fā)水樹枝的起點(diǎn)，并施加高頻高壓加速培養(yǎng)水樹，以水樹的生長(zhǎng)速率來反映電纜的老化程度。

對(duì)于砂紙打磨產(chǎn)生的缺陷，尺寸較小，距離具有一定的隨機(jī)性，更符合實(shí)際情況。此外，還能較大程度地避免水樹枝向電樹枝轉(zhuǎn)化造成絕緣碳化，以及針尖對(duì)絕緣的殘余機(jī)械應(yīng)力影響，同時(shí)培養(yǎng)出的水樹形態(tài)也更多樣，既有單株也有連成一片的水樹，更符合實(shí)際運(yùn)行過程中的形貌和特征，有助于進(jìn)一步研究水樹枝的形成機(jī)制。

為了進(jìn)一步加快水樹的老化，不斷有學(xué)者在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合水樹產(chǎn)生的影響因素，還可以通過控制某一因素達(dá)到加速老化的目的，如水-熱聯(lián)合老化、改變加壓頻率、改變離子濃度等，這些都可以根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整。

2.2 電樹老化試驗(yàn)

目前絕大多數(shù)對(duì)電樹枝的引發(fā)與生長(zhǎng)特性的研究都是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)室中為了加快電樹枝的引發(fā)與生長(zhǎng)，一般采用在電纜絕緣材料中人為制造明顯缺陷的方法。電樹枝引發(fā)實(shí)驗(yàn)中所采用的電極結(jié)構(gòu)根據(jù)研究目的和對(duì)象的不同也有所不同，常用的有針-板結(jié)構(gòu)和短電纜結(jié)構(gòu)。

其中，針-板結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛，文獻(xiàn)[52]在電纜絕緣試樣加熱狀態(tài)下，將涂有一層聚乙烯的針電極直接插入剝除的電纜絕緣層中，與電纜的線芯構(gòu)成電極系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)可以更加方便地觀測(cè)到電樹枝的生長(zhǎng)過程，且更易操作；文獻(xiàn)[53]首先將針電極放在兩個(gè)片狀材料之間，通過加壓加熱得到帶針試樣，針電極和地電極之間存在高低差，這種結(jié)構(gòu)下的針電極可以更緊密地貼合材料，但實(shí)施工藝較復(fù)雜，對(duì)材料和針電極的要求也更高。針-板電極結(jié)構(gòu)中，電場(chǎng)方向與板電極垂直，并不符合電纜實(shí)際運(yùn)行過程中的電場(chǎng)分布，因此試驗(yàn)結(jié)果有一定誤差。

與針-板結(jié)構(gòu)不同，短電纜結(jié)構(gòu)的試樣采用實(shí)際電纜。文獻(xiàn)[54]通過將金屬針插入聚乙烯電纜中來制造缺陷，模擬電樹老化時(shí)的電場(chǎng)應(yīng)力集中，并且使用充油電極系統(tǒng)來平衡試樣兩個(gè)端頭的壓力，防止在電纜表層出現(xiàn)局部放電。使用實(shí)際電纜來模擬電樹枝老化現(xiàn)象，其電場(chǎng)分布與針-板結(jié)構(gòu)相比更符合實(shí)際情況，因此短電纜結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)可信，但該方法不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，只能在試驗(yàn)后觀測(cè)電樹枝的生長(zhǎng)情況。

早期加速電老化試驗(yàn)多通過對(duì)電纜樣品施加不同條件的電壓來獲取電纜老化信息。文獻(xiàn)[55]對(duì)高壓直流電纜切片在高直流電場(chǎng)下進(jìn)行電老化試驗(yàn)，結(jié)果表明隨著電老化程度的加深，樣品內(nèi)較淺陷阱向較深陷阱轉(zhuǎn)變，并得到了老化程度與陷阱密度、陷阱深度的關(guān)系。隨著電樹老化機(jī)理研究的深入，不少研究者通過施加多種不同方式的外界應(yīng)力來加快絕緣內(nèi)部電樹生長(zhǎng)，從而獲取絕緣缺陷在老化過程中對(duì)電纜造成的破壞。相對(duì)于單純對(duì)電纜樣品施加電應(yīng)力進(jìn)行老化，通過扎針等方式對(duì)電纜造成一定的人工缺陷，更能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取老化結(jié)果。

文獻(xiàn)[56]研究表明，XLPE電纜絕緣中電樹枝的引發(fā)場(chǎng)強(qiáng)隨缺陷尖端半徑的減小而增大，但兩者并不是呈線性變化，達(dá)到一定的閾值后，曲率半徑再減小，引發(fā)場(chǎng)強(qiáng)便不再增大。文獻(xiàn)[57]考慮了線芯直徑、缺陷尺寸和絕緣厚度分布等因素，研究發(fā)現(xiàn)缺陷尺寸分布的均值和標(biāo)準(zhǔn)差也會(huì)對(duì)電樹枝的引發(fā)造成影響，減小這兩項(xiàng)數(shù)值，會(huì)使電纜絕緣耐電樹枝起始的可靠性得到提高，其中又以減小標(biāo)準(zhǔn)差起到的作用更大。

2.3 老化試驗(yàn)對(duì)電纜的影響

除了了解如何在實(shí)驗(yàn)室條件下加速老化之外，還應(yīng)該了解老化試驗(yàn)會(huì)對(duì)電纜帶來怎樣的影響。

文獻(xiàn)[58]針對(duì)實(shí)際運(yùn)行10年以上的退役高壓電纜，以DSC方法對(duì)其絕緣老化狀態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相較于全新的電纜，退役電纜由于在運(yùn)行過程中受到電、熱以及氧的聯(lián)合作用，其熔程變寬，材料的結(jié)晶度、晶體大小和尺寸分布均發(fā)生改變，晶體結(jié)構(gòu)的完整性下降。反映到宏觀力學(xué)性能上，即表現(xiàn)為絕緣材料的交聯(lián)度、斷裂能、彈性模量等均降低，而斷裂強(qiáng)度略有增加。

文獻(xiàn)[59]研究了加速水樹老化試驗(yàn)和電老化試驗(yàn)對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料理化性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種試驗(yàn)樣品中的羰基指數(shù)均隨著老化程度的增加而增大，其中水樹老化試驗(yàn)樣品的生長(zhǎng)速率更快。對(duì)于絕緣的結(jié)晶度，電老化試驗(yàn)樣品先升高后降低，而水樹老化試驗(yàn)樣品則呈下降趨勢(shì)。此外，老化使得兩種樣品的熱穩(wěn)定性都變差。

文獻(xiàn)[60]研究了加速老化對(duì)交聯(lián)聚乙烯絕緣材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果表明，在整個(gè)測(cè)試期間，交聯(lián)度的值幾乎恒定；拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和結(jié)晶度隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低；電應(yīng)力和熱應(yīng)力的強(qiáng)度越大，觀察到的老化程度越大；在實(shí)驗(yàn)室條件下，短期的水樹老化會(huì)影響電纜的結(jié)晶度，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等特性沒有明顯變化；電纜加速老化約3 000 h時(shí)，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率仍處于標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。

XLPE絕緣的擊穿電壓會(huì)隨著樣品厚度的增加而增加，但其關(guān)鍵的影響因素可能是體積而不是厚度[61]。文獻(xiàn)[62]研究了熱處理對(duì)水樹老化XLPE絕緣的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)XLPE絕緣樣品經(jīng)過熱老化后，材料中產(chǎn)生大量微孔，力學(xué)性能下降，晶體尺寸增加且不均勻化。文獻(xiàn)[63]通過將針嵌入電纜絕緣的方式制造電樹，施加高頻電壓進(jìn)行測(cè)試。局部放電測(cè)量結(jié)果表明，除了溫度和機(jī)械應(yīng)力對(duì)擊穿時(shí)間有一定影響之外，空間電荷在決定電樹的形狀和絕緣擊穿時(shí)間方面起著主導(dǎo)作用。

3 電纜的檢測(cè)方法

一旦電纜絕緣出現(xiàn)老化，會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生隱患，為保證電纜運(yùn)行過程中的安全可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)判斷電纜絕緣的劣化程度，識(shí)別缺陷點(diǎn)的位置，以進(jìn)行合適的維修或者更換。因此電纜的絕緣監(jiān)測(cè)是必不可少的。

目前對(duì)于中低壓電纜的檢測(cè)技術(shù)有離線和在線兩種方式[64]，而對(duì)于更高電壓等級(jí)的電纜，則僅采用離線方式[65]。國內(nèi)外研究單位[66-68]提出了多種對(duì)于XLPE電纜狀態(tài)監(jiān)測(cè)與絕緣性能檢測(cè)的方法，如表1所示。

表1 檢測(cè)方法分類Tab.1 Classification of detection methods

根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)電纜運(yùn)行過程中的故障率與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，不同階段具有不同的特征，如圖1所示[69]，在運(yùn)行的前1～5年為早期失效期，主要損壞原因是生產(chǎn)和鋪設(shè)時(shí)所引入的缺陷；投入使用后的5～25年為意外故障階段，該階段的故障率較低，主要損壞原因是外部環(huán)境所導(dǎo)致的電纜絕緣老化；電纜運(yùn)行25年以上進(jìn)入絕緣老化期，電纜絕緣的老化會(huì)導(dǎo)致電纜性能下降。

圖1 電纜運(yùn)行時(shí)間圖Fig.1 Cable running time chart

在不同的時(shí)期，適用的絕緣檢測(cè)方法不同，早期的故障是由質(zhì)量缺陷引起的，更適合采用絕緣耐壓試驗(yàn)，并結(jié)合局部放電試驗(yàn)；在意外故障階段，則更多采用在線監(jiān)測(cè)方法，如溫度監(jiān)測(cè)、護(hù)層電流監(jiān)測(cè)等，輔以基于介電特性的檢測(cè)方法；在絕緣老化期，電纜絕緣材料整體的性能和結(jié)構(gòu)都顯著劣化，此時(shí)可采用微觀形貌觀測(cè)法和基于陷阱特性的檢測(cè)方法。

3.1 耐壓試驗(yàn)

直流耐壓試驗(yàn)適用于檢測(cè)比較明顯的缺陷，缺點(diǎn)是在試驗(yàn)過程中，容易使電纜中空間電荷的含量增加；交流耐壓試驗(yàn)為離線檢測(cè)，針對(duì)輕微缺陷的效果更好，缺點(diǎn)是會(huì)造成電纜絕緣狀況惡化，且檢測(cè)設(shè)備的質(zhì)量和體積較大，很難移動(dòng)；變頻諧振耐壓試驗(yàn)主要適用于絕緣中出現(xiàn)空隙，以及施工不當(dāng)導(dǎo)致的殘留缺陷，若絕緣中產(chǎn)生電樹枝，則不能使用該方法；0.1 Hz超低頻電壓耐壓試驗(yàn)為離線檢測(cè)，針對(duì)電纜整體的絕緣情況，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)，可能導(dǎo)致新的缺陷產(chǎn)生，損傷電纜；千赫茲級(jí)振蕩波電壓耐壓試驗(yàn)主要針對(duì)局部缺陷，是離線檢測(cè)，與交流電的等效性好，檢測(cè)時(shí)間短且不會(huì)形成新的缺陷，并已有統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 在線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

局部放電試驗(yàn)：該方法針對(duì)整體電纜，通過監(jiān)測(cè)電纜的局部絕緣材料是否發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象即局部放電，并進(jìn)行特征提取和分析，從而判斷是否存在局部缺陷，進(jìn)而分析電纜的絕緣老化情況。該方法具有較為完整的測(cè)量方法，被認(rèn)為是目前電纜絕緣狀態(tài)評(píng)估的最佳方法，在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛[70]。但目前故障點(diǎn)定位的效果仍不理想，提高傳感器的靈敏度、加強(qiáng)抗干擾技術(shù)、抑制噪聲，是推廣局部放電試驗(yàn)方法應(yīng)用的關(guān)鍵。

護(hù)層電流監(jiān)測(cè)：主要適用于金屬護(hù)套破損、腐蝕、交叉互聯(lián)箱進(jìn)水等電纜外絕緣的故障監(jiān)測(cè)，但由于多回路電纜鋪設(shè)方式增多，測(cè)量的電壓與電纜型號(hào)、線路長(zhǎng)度、排列方式、負(fù)載電流、周邊環(huán)境等因素都有關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中，護(hù)層電流的獲得方法與電纜絕緣情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系仍亟待研究。

溫度監(jiān)測(cè)法：用于局部及整條電纜的溫度監(jiān)測(cè)。電纜正常工作的溫度最高為90℃，通過監(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行溫度，可獲得載流量信息及局部溫度變化。目前分布式光纖測(cè)溫技術(shù)（DTS）可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)電纜的溫度，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于異常溫度變化點(diǎn)位置的定位準(zhǔn)確且靈敏，能有效記錄溫度的變化趨勢(shì)，缺點(diǎn)是需提前將光纖布置在電纜內(nèi)，且容易受到周圍環(huán)境溫度和濕度的影響。

3.3 基于介電特性的檢測(cè)方法

介質(zhì)損耗因數(shù)法：絕緣體泄漏電流和電纜電壓之間的相位差δ又叫做介質(zhì)損耗角，通過計(jì)算介質(zhì)損耗角正切值得到電纜絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ，tanδ與電纜老化程度成正比，tanδ越小代表電纜的絕緣性能越好，當(dāng)tanδ>1%時(shí)，可以認(rèn)為絕緣不良。該方法的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍較廣，使用時(shí)不需要考慮電纜的電壓等級(jí)，能有效預(yù)防工頻信號(hào)和外界雜散電流的干擾，測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)。缺點(diǎn)是只能反映電纜絕緣的整體老化情況，對(duì)局部缺陷反應(yīng)不靈敏，且對(duì)檢測(cè)設(shè)備的精準(zhǔn)度要求較高。

直流疊加法：將低壓直流電源與接地電壓互感器的中性點(diǎn)相串聯(lián)，在電路中疊加直流電壓，測(cè)量流經(jīng)電纜絕緣的直流電流，判斷絕緣老化情況。該方法可針對(duì)整體電纜，優(yōu)點(diǎn)是可以有效消除單向雜散電流對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)造成的影響，有較強(qiáng)的抗干擾性；缺點(diǎn)是只能用于評(píng)估絕緣的老化狀況，與電纜的剩余使用年限沒有直接聯(lián)系，而且只適用于低壓系統(tǒng)，無法檢測(cè)高壓系統(tǒng)中較小的直流分量。

直流分量法：將微電流測(cè)量裝置接入電纜接地線，通過測(cè)量電纜接地線中泄漏電流的直流分量來反映電纜的水樹老化情況。直流分量越大則表示電纜絕緣中水樹越嚴(yán)重。該方法的優(yōu)點(diǎn)是比較安全，測(cè)量時(shí)不與帶電的電纜線芯相接觸，且不需要連接其他電源；缺點(diǎn)是只能根據(jù)直流分量的變化來判斷絕緣是否發(fā)生老化，需要積累大量的數(shù)據(jù)，而且由于電纜屏蔽層對(duì)地電勢(shì)的影響，干擾很大，檢測(cè)精度不高。

交流疊加法：原理是將101 Hz的交流電壓疊加到已施加電壓上，通過對(duì)產(chǎn)生的1 Hz特性的電流信息進(jìn)行分析，得到電纜絕緣的老化情況。該方法針對(duì)整體電纜，優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)過程簡(jiǎn)便易操作，抗干擾性強(qiáng)且檢測(cè)精度高，缺點(diǎn)是缺乏實(shí)際工程應(yīng)用和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

絕緣電阻法：由于電纜老化后形成的集中導(dǎo)電通道會(huì)使絕緣電阻明顯減小，傳導(dǎo)電流明顯增大，而暫態(tài)的吸收電流迅速減弱，因此線纜絕緣的老化程度能夠利用上述數(shù)據(jù)的變化規(guī)律來表達(dá)。該方法針對(duì)整體電纜絕緣，優(yōu)點(diǎn)是目前已有相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是無法反映局部劣化情況。

3.4 基于陷阱特性的檢測(cè)方法

空間電荷法：當(dāng)電纜絕緣發(fā)生老化后，材料中的陷阱密度會(huì)發(fā)生變化，被陷阱捕獲的自由電荷會(huì)形成空間電荷，而絕緣中空間電荷的分配也會(huì)發(fā)生變化，該方法就是根據(jù)這些變化來判定電纜的老化程度，主要反映電纜整體老化情況，缺點(diǎn)是目前尚未形成統(tǒng)一的測(cè)試方法及診斷標(biāo)準(zhǔn)。

熱刺激電流法：在直流電壓的施加過程中，一部分電荷會(huì)被絕緣內(nèi)的陷阱捕獲，而光、熱等外界激勵(lì)能使被捕電荷從陷阱中脫陷，通過外界或者自建電場(chǎng)的作用形成電流或衰減的電位，對(duì)其加以整理分析，可提取到試樣的陷阱參數(shù)，并以此來反映電纜整體老化情況。

電流積分法：施加電壓，使用積分電容器來檢測(cè)樣品中的電荷特性，測(cè)量分析絕緣材料中的電荷含量和運(yùn)輸參數(shù)等電荷動(dòng)態(tài)特性變化與試樣絕緣狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)，以此來反映絕緣老化情況。該方法對(duì)于片狀試樣和整體電纜同樣適用，反映的是電纜整體老化狀態(tài)，目前尚無統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

極化/去極化電流法（PDC）：XLPE電纜發(fā)生老化時(shí)，絕緣內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生新的陷阱，流經(jīng)該區(qū)域的電流在極化/去極化電流測(cè)試中會(huì)發(fā)生改變。通過對(duì)電纜進(jìn)行多次連續(xù)的PDC測(cè)試，統(tǒng)計(jì)分析其電導(dǎo)率變化情況，能夠掌握電纜絕緣材料的介電特性和老化程度。該方法是一種無損檢測(cè)方法，針對(duì)片狀試樣和整體電纜皆可，能夠較準(zhǔn)確地反映電纜的劣化程度，但無法準(zhǔn)確判斷出老化的具體類型，目前已有判斷依據(jù)和診斷標(biāo)準(zhǔn)。

4 預(yù)防和修復(fù)方法

針對(duì)XLPE電纜絕緣中的水樹老化和電樹老化問題，未來的預(yù)防和修復(fù)方法主要有以下幾種：

（1）在電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，可采取措施改變交聯(lián)方式來預(yù)防老化的產(chǎn)生。該方法通過抑制引發(fā)的必要生長(zhǎng)條件來達(dá)到預(yù)防老化的目的，例如，對(duì)于水樹枝，為了降低電纜絕緣層的水分含量、微孔數(shù)量及尺寸，可以將交聯(lián)方式從濕法改為干法；對(duì)于電樹枝，可以在基體結(jié)構(gòu)上通過控制聚合物的結(jié)晶度和球晶尺寸來限制其發(fā)展。

（2）在制造工藝上，可采取對(duì)材料進(jìn)行超凈化處理的措施，消除局部的電場(chǎng)集中。在電纜的擠出過程，可采用“三層共擠”工藝，同時(shí)擠出電纜的絕緣層和絕緣屏蔽層，減少界面微孔缺陷，防止絕緣層與外界雜質(zhì)相接觸。此外，絕緣后處理工藝也能起到抗水樹、電樹老化的作用，其作用原理是減少在絕緣層中的應(yīng)力殘存[71]。

（3）在電纜絕緣材料的選擇上，使用抗水樹交聯(lián)聚乙烯（TR-XLPE），或改變絕緣材料的性質(zhì)以防止水分在電場(chǎng)的作用下進(jìn)行遷移，從而抑制水樹生長(zhǎng)[72]；對(duì)于電樹枝，可以使用乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）改性XLPE電纜，減少絕緣中空間電荷的積累，以達(dá)到降低電樹枝形成概率的目的[73]。

（4）針對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生老化的電纜，可以使用絕緣修復(fù)技術(shù)，主要方法是向電纜線芯中注入絕緣修復(fù)液。對(duì)于水樹老化，第一代修復(fù)技術(shù)主要是采用含有硅烷和催化劑的修復(fù)液體，當(dāng)其滲透到絕緣層后，會(huì)與水樹區(qū)域中的水發(fā)生反應(yīng)形成有機(jī)聚合物，填充水樹空腔，以實(shí)現(xiàn)絕緣修復(fù)[74]，該技術(shù)能將老化電纜的壽命延長(zhǎng)10～15年，但中長(zhǎng)期使用效果并不好且修復(fù)效率不高。在此基礎(chǔ)上，第二代修復(fù)技術(shù)進(jìn)一步考慮了更多外界因素的影響，如電場(chǎng)、應(yīng)力、紫外光和局部放電等，在絕緣修復(fù)液中添加有機(jī)成分，使得修復(fù)效果和修復(fù)效率得到提升[75]。但對(duì)于電樹老化，由于絕緣材料的碳化損傷等是不可逆的，無法完全進(jìn)行修復(fù)，但修復(fù)液也可以起到抑制電樹枝引發(fā)的作用，預(yù)防電纜絕緣中水樹枝向電樹枝的轉(zhuǎn)換，提升老化電纜的抗電樹性能。另外，還可以通過添加電壓穩(wěn)定劑，例如苯偶酰類電壓穩(wěn)定劑、噻噸酮類電壓穩(wěn)定劑等來延緩電樹枝的生長(zhǎng)[76]。此外，還有基于納米顆粒復(fù)合填充的修復(fù)技術(shù)，能夠增強(qiáng)電纜的絕緣性能[77]。

5 結(jié)束語

電纜絕緣的狀態(tài)會(huì)影響整個(gè)供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。學(xué)者們從多種因素的綜合作用來考慮，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件下的電纜絕緣老化試驗(yàn)，開發(fā)出許多物理模型和模擬方法，并將他們投入到對(duì)電纜絕緣狀態(tài)的研究與檢測(cè)中，目前已取得了一定成果。

在電纜的在線監(jiān)測(cè)方面，目前已經(jīng)可以滿足對(duì)電纜各種絕緣參數(shù)的檢測(cè)和評(píng)估，但仍存在著研究對(duì)象的電壓等級(jí)單一、運(yùn)行年限較短、試驗(yàn)次數(shù)較少等問題，所得數(shù)據(jù)和結(jié)論缺乏說服力和代表性，因此投入實(shí)際運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品并不多見。此外，多數(shù)研究?jī)H針對(duì)中低壓電纜，對(duì)于110 kV及以上的XLPE電纜缺乏足夠的數(shù)據(jù)支持，尤其是現(xiàn)場(chǎng)條件下與實(shí)驗(yàn)室條件下電纜絕緣老化結(jié)果的對(duì)比。但局部放電檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)仍是主要方向，未來可以在以下幾點(diǎn)展開研究：

（1）針對(duì)XLPE電纜中的水樹，可以通過改變交聯(lián)方式、增加電纜絕緣材料與絕緣屏蔽層的隔絕性、抑制水分在電場(chǎng)下的遷移、填充水樹區(qū)域等方式進(jìn)行抑制和解決。

（2）除了掌握樹枝的生成原因和機(jī)理之外，未來的研究應(yīng)側(cè)重于對(duì)實(shí)際運(yùn)行電纜的在線無損監(jiān)測(cè)。借助電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究數(shù)據(jù)，結(jié)合多種檢測(cè)手段來適應(yīng)不同環(huán)境，有效定量地分析電纜的可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，分析電纜老化的趨勢(shì)，發(fā)展在線的、非破壞性的、更加直觀的檢測(cè)手段。

（3）需要考慮提取方法、試樣來源及規(guī)格、測(cè)試環(huán)境等外部條件的不相同，進(jìn)一步積累大量數(shù)據(jù)，建立常用試驗(yàn)參數(shù)與電纜絕緣老化程度之間的關(guān)聯(lián)，并提供每種方法評(píng)估的判據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)。

（4）水樹枝和電樹枝存在時(shí)，都伴隨著絕緣材料局部介電性能的改變，將該部分特征參數(shù)的變化規(guī)律應(yīng)用到電纜絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)上，也是未來研究的方向。此外，將該技術(shù)與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化的檢測(cè)，克服各種監(jiān)測(cè)手段單一使用的局限性，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，積累操作經(jīng)驗(yàn)，建立相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是未來發(fā)展的迫切需求。