一般来说,杂质的电阻率相对纯净的XLPE介质比较低,在外施电场的效果下,电力线从高电位出发,汇集到杂质外表,杂质外表电场因电力线密集而加强,使得原本是圆柱状均匀电场在杂质周围发作严峻畸变。
当外界水分因化学位区别扩散到介质内部时,水分就会在电场的效果下向电场会集处作定向迁移,汇集在杂质周围构成微观部分水隙,呈现出水晕环,因为水分的介电系数(81)远大于XLPE介质的介电系数(2.4——2.6),依照交变电场按电容分配原则,水分首先在高电场下获取能量发作汽化,汽化构成的气压大于XLPE介质分子链键合力时,分子链发作开裂构成微观裂纹以释放压力。此时,XLPE介质微观体现位水树枝引发。
该进程不断地循环进行,终究导致水树枝不断开展延伸,直至贯穿绝缘层或转变成为电树枝而发作XLPE介质击穿。
根据以上水树枝引发进程分析,杂质作为单一因素,不论施加电场时刻长短或电场强度高低,是不可以引发水树枝的。在枯燥的条件下,即便施加很高的交变电场,只可以在杂质处激起场致发射效应。而场致效应产生的高能带电粒子不断轰击XLPE介质分子链段进行能量交流,微观体现为介质部分放电。当轰击能量大于分子链段键能,分子链段发作开裂引发电树枝,电树枝放电加重电树枝迅速开展并贯穿介质,终究造成XLPE介质电击穿。
综上所述,XLPE介质中存在一定尺寸或数量的杂质,将显著地缩短XLPE绝缘电力电缆安全运行寿命。当外界水分扩散和迁移到杂质外表,将在短期内引发水树枝状前期劣化,明显下降介质绝缘性能;在较高的电场效果下,即使是枯燥的杂质,因为激起场致发射效应,相同导致XLPE杂质绝缘特性急剧下降,终究发作介质电击穿。所以,控制杂质含量是下降电力电缆运行故障重要的y.i关。