1工频逐级击穿试验

　　工频逐级击穿试验的交流击穿值(ACBD)见图4。交流击穿场强值由工频逐级击穿试验的击穿电压计算得出。图4中包括了未老化样品、14天热循环后样品、120天老化后样品和180天老化后样品的数据。

　　从图4可知，经过180天的加速水树老化，电缆A保持了初始交流击穿强度的50％，而电缆B的交流击穿强度则没有恶化。由于电缆D没能经受住180天的老化过程(见图4中虚线)，所以电缆D在180天的交流击穿强度5．9kY／mm由AW""IT期间的电压场强得出，并不是由HVTT试验的数据计算而来。

　　所有经过120天和180天老化过程的电缆都进行了领结形(Bow-tie)水树和发散形(Vented)水树的测量，试验在电缆A、电缆B和电缆D中经过工频逐级击穿试验的13-18号样品上进行(作为特殊的情况，电缆D的16-18号水树样品直接从180天AWTT过程中击穿电缆上取样)。对每一个样品，都在击穿点的附近切取30个圆片，使用亚甲基蓝染色并凉干后，在显微镜下观察水树的生长情况。

　　在经过180天的AWTT过程后，所有的电缆样品中都没有发现大于0．25mm的发散形水树，并且只有非常少的小于0．25mm的发散形水树。使用TR-XLPE材料的电缆B中几乎没有水树产生，只有非常少的小于0．25mm的领结形水树，而大于0．25mm的则完全没有。使用陶氏XLPE材料的电缆A中，小于0．25mm领结形水树的密度为12个／cm3；0．25-O．51mm领结形水树的平均密度为5个／cm3；0．52-O．77mm领结形水树的平均密度为1个／cm3。而使用国产电缆材料的电缆D中，小于0．25mm领结形水树的密度超过1700个／cm3；0．25-0．51mm领结形水树的平均密度为170个／cm3；0．52-0．77mm领结形水树的平均密度为2个／cm3。

　　每种电缆的13-18号样品经过120天和180天老化后其O．14-0．25mm领结形水树的密度见图5；00．26-0．51mm．0．52-0.77mm和O．78-1．02mm领结形水树的密度见图6。在完成了120天AWTT过程的D13、D14号样品中发现了大量的发散形水树(高度>0．125mm)和领结形水树(高度>O．500mm)，见图7。

　　4试验结果的分析

　　从180天老化后的工频交流击穿试验可以明显地看出3种电缆的性能差别。经过180天的AWTT老化过程后，电缆A只保持了初始交流击穿强度的50％，电缆B的交流击穿强度则没有恶化，而电缆D的所有剩余的样品在老化试验进行140-150天期间全部被击穿。使用陶氏TR-XLPE和XLPE材料的电缆的试验数据与使用北美生产电缆的北美AEICAW-TT试验内容中的数据是非常接近的。

　　另一个值得注意的试验结果是，3种不同材料的电缆中的水树含量。根据以往的经验，绝缘层水树的含量过高，会导致电缆的交流击穿强度下降，缩短电缆运行的使用寿命。水树在一定的环境条件下会生长非常迅速，并最终导致电缆的击穿。

　　发散形水树经常产生在绝缘屏蔽层和绝缘层之间的交界处，是衡量电缆屏蔽层和绝缘层生产质量的重要指标。在每种电缆中都没有发现大于0．25mm的发散形水树，小于0．25mm的水树含量也很低，说明电缆导体屏蔽层的生产质量是很好的。

　　从另一面讲，领结形水树是产生在绝缘层内部的，可以反映绝缘层抗水树生长的能力。而在本项目中的3种电缆经过180天的老化过程后，领结形水树的含量差异非常大，尤其在D13和D14样品中已发现了发散形和非常大的领结形水树。在电缆D中产生的大量大尺寸的水树可以归咎于所使用的绝缘和屏蔽层材料的配方、洁净度和生产工艺，而且也为电缆D在180天老化过程中过早的击穿提供了合理的解释。

　　由于领结形水树只会在绝缘的缺陷处产生，例如杂质和微孔，因此从使用国产XLPE电缆和使用陶氏XLPE电缆的数据可以得出结论，即国产的XLPE材料中的杂质含量偏高。这也证实了洁净的电缆绝缘材料的重要性，即便是使用在电缆">中压电缆上，因为从击穿数据可以看出，杂质含量过高会降低电缆的使用寿命或者使电缆在现场使用中过早击穿。

　　5结论

　　从120天和180天老化过程后的数据可以明显地看到使用TR-XLPE电缆的优越性，本试验研究项目将陶氏TR-XLPE、陶氏XLPE和国产XLPE材料在性能上进行了显著的区分。进一步讲，这次的试验内容还可以为中国用户提供一套行之有效的鉴定和审查试验。从180天老化过程后的试验数据可以得出一个明确的结论，使用陶氏TR-XLPE和半导电屏蔽层材料制造的电缆可以具有令人满意的使用寿命。

　　6建议

　　在需要使用高性能电缆的场合，尤其电缆需要安装在水中或者十分潮湿环境中时，应当优先考虑使用高质量的TR-XLPE绝缘材料，可以预防电缆过早击穿，降低维修费用，为用户提供最优的性能价格比。

　　同时，以武汉高压研究所本次试验方案为基础，可以制定一套关于电缆老化试验的技术规范，用以确保提高整个电力行业中电缆的可靠性。