服役时间对110 kV交联聚乙烯电缆绝缘性能和超分子结构的影响

张成¹，李洪飞²，赵明¹，高智益¹，李光¹，赵洋¹，任成燕³，黄兴溢²，江平开²

1. 国网北京市电力公司电缆分公司2. 上海交通大学上海市电气绝缘与热老化重点实验室3. 中国科学院电工研究所中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室

摘 要：交联聚乙烯(XLPE)具有优异的电绝缘性能和力学性能,但XLPE电缆绝缘在长期服役过程中会发生老化,造成供电故障及服役寿命缩短。为研究服役时间对XLPE电缆绝缘性能的影响,本文研究了XLPE电缆绝缘性能和超分子结构随服役时间增加的变化规律,讨论了退役电缆再利用的可能性。结果表明:当服役时间增加到30年时,电缆绝缘的拉伸强度和断裂伸长率分别从23.7 MPa和929%下降到19.0 MPa和832%,但断裂伸长率仍高于国家标准规定,即大于新电缆绝缘的50%;新电缆绝缘的熔点高于服役后的电缆绝缘,服役后XLPE电缆绝缘的熔程变宽,结晶度先升高后下降;随着服役时间的增加,XLPE电缆绝缘的球晶尺寸增大,服役30年的电缆绝缘球晶平均尺寸约为41μm,是新电缆绝缘的4～5倍;经过30年服役,XLPE电缆绝缘的耐击穿性能仍然优异,室温交流击穿强度约为140 kV/mm。

关键词：交联聚乙烯;服役时间;性能;超分子结构;