离子迁移特性对水树微观结构的影响

为了揭示离子对交流交联聚乙烯(XLPE)电力电缆中水树生长特性的影响,观察了采用不同离子的电解质溶液老化后水树的微观结构,并提出一种离子的迁移特性影响水树生长的可能解释.对XLPE样本在浓度为0.1 mol/L的氯化钠、氯化钾溶液中进行加速水树老化实验,观察水树形态与微观结构,并进行红外光谱测试,依据观察到的水树结构进行建模仿真与分析.研究结果表明:相比氯化钾溶液,氯化钠溶液老化后呈现水树长度较长、水树枝宽度较小的特点,同时水树内部的微孔较小;红外光谱结果从整体角度得出氯化钠溶液老化后的水树老化更为严重;水树区域存在电场屏蔽现象,其内部的电场强度比水树枝前端及两侧低,且氯化钠溶液老化后的水树前端电场比氯化钾溶液的强;在XLPE样本中氯化钠溶液的迁移速度快且水树前端的电场强度大,则水树生长速度快,内部微孔等的生长时间受限于水树生长速度,因此氯化钠溶液老化后水树的微孔小、水树枝细.所以在溶液的离子浓度相同时,离子迁移速度快的水树长度长,但水树内部微孔小、水树枝较细.