低温环境下交联聚乙烯电树枝生长特性

以下为一套低温杜瓦系统，以模拟特殊的低温工作环境。搭建了电树枝生长电光联合观测实验平台。

                                                                                                      

在实验过程中发现了4种形状的典型树，分别为丛林状、树枝状、停滞型和树枝−藤枝状。电树枝的形状随着温度变化而变化。

不同温度下的典型电树枝形态(12kV/300Hz)

对XLPE在不同低温环境下的电树枝发展过程的生长速率、累积损伤进行了分析，发现不同温度和不同形状电树枝的生长过程也不同，使XLPE内部电树枝的生长规律更加直观。

研究发现，随着温度的降低，电树枝的生长速率明显降低。不同温度和不同形状电树枝的生长过程也不同。根据生长速率，将30℃温度下的丛林状、-90℃温度下的树枝﹣藤枝状和﹣196℃温度下的树枝状电树枝生长过程分为3个阶段。而同为树枝状电树枝，-30℃温度下引发的树枝状电树枝只有2个阶段。-90℃温度下引发的停滞型电树枝也只有2个阶段。

目前为止，对低温环境下的聚合物绝缘电树枝特性鲜有研究。本文通过对XLPE在低温环境下的电树枝生长参数进行分析，研究低温温度梯度下绝缘本体老化特性。分析低温环境对老化发展过程的影响作用，研究低温环境对电缆本体绝缘击穿特性的影响，量化造成绝缘破坏的原因。为揭示绝缘材料老化破坏发展过程中微观层面的变化机理和规律打下基础。

（一）高压直流电缆在运行过程中在导线周围会存在一个恒定方向磁场，磁场的存在会影响绝缘材料的击穿特性。研究电场、磁场共同作用下聚合物中电树枝生长特性。

（二）纳米填充是提高绝缘材料电气性能的有效途径，研究如何实现通过纳米复合技术改善直流高压下电缆绝缘内部的老化和破坏特性，建立纳米无机粒子对固体绝缘老化击穿等的调控理论。