10 kV交流XLPE电缆加速热老化后交直流绝缘特性分析

通过对比110℃加速热老化后10 kV交流交联聚乙烯电缆试样交直流绝缘特性的差异，采用不同温度下宽频介电谱、交直流击穿、直流电导率和空间电荷测试，结合有限元仿真，研究了不同热老化时间作用下10 kV交流XLPE电缆绝缘的交、直流电气特性，以及改为直流运行后电缆绝缘的电场分布。结果表明：随着热老化时间的延长，XLPE试样的复介电常数实部先增加后增速减慢，高频区介质损耗逐渐增加；试样的电流密度先减小后增加，空间电荷积累阈值场强则呈相反变化趋势，且试样内的空间电荷积累逐步由异极性转变为同极性。随着测试温度的增加，同一老化时间下XLPE试样的介电常数实部减小，介质损耗增加；试样的电流密度增加，阈值场强减小，试样内部空间电荷积累量有所增加，交直流击穿场强下降。直流电压下，绝缘层在靠近缆芯处电场高，电场差值随绝缘试样活化能的减小而增加。长期热老化后，电缆绝缘层的直流电场分布更均匀，且空间电荷积聚问题得到改善，有利于提升10 kV交流电缆改为直流运行的可靠性。