① Envejecimiento dendrítico eléctrico
Bajo la acción de la frecuencia eléctrica, los rayos y la sobretensión de conmutación, la capa de aislamiento del cable de alimentación XLPE, debido a los defectos del propio aislamiento, como impurezas, gotas de agua, burbujas, etc., hace que el campo eléctrico local se concentre, impurezas, las gotas de agua, las burbujas, etc. se disocian bajo la acción del campo eléctrico, produciendo electrones libres e iones positivos, y los electrones libres continúan chocando con otras partículas neutras bajo la acción del campo eléctrico, cuando el campo eléctrico es lo suficientemente grande, cuando los electrones libres se aceleran y la energía alcanza la energía libre de la partícula neutra con la que chocan, se producirá la disociación de la colisión y se generarán nuevos electrones libres e iones positivos. Esto aumentará el número de electrones libres, y los electrones libres generados por la disociación por colisión participarán en la colisión, formando una nueva disociación por colisión. Después de muchas colisiones, se generará una gran cantidad de electrones e iones positivos. Por un lado, el número de electrones aumenta, por otro lado, el área libre continúa desarrollándose hacia afuera. Debido a la aleatoriedad del movimiento de los electrones libres, la trayectoria de desarrollo de la descarga libre es aleatoria, en lugar de desarrollarse uniformemente en cada dirección. El modelo físico del canal de descarga o trazo de descarga es el que se muestra en la Figura 1.2. La ocurrencia a largo plazo de dicha descarga hará que pase una pequeña corriente en el aislamiento y genere calor en la capa de aislamiento, lo que provocará el envejecimiento del aislamiento del cable, es decir, el envejecimiento dendriforme.
② Envejecimiento del árbol de agua
Debido a la limitación del entorno de construcción y la baja tecnología de construcción, la cabeza del cable quedará con humedad durante el proceso de producción: durante la operación, también se verá afectada por la humedad debido a la humedad del medio ambiente, es decir, el cable contiene humedad en su interior. El agua existe en la capa de aislamiento del cable en forma de gotas de agua o disolución. Cuando el agua existe en el medio en forma de gotas de agua, debido a que el agua no es un buen medio aislante y tiene cierta conductividad, el voltaje compartido por las gotas de agua es muy pequeño, lo que aumenta la fuerza del campo eléctrico soportado por el aislante. Medio, lo que lleva a la descarga dieléctrica, y la descarga a largo plazo del medio forma el envejecimiento. Los árboles de agua se pueden dividir en tres tipos: árboles de agua internos generados a partir de la capa semiconductora interna del conductor, árboles de agua externos generados a partir de la capa semiconductora externa del aislamiento y árboles de agua en forma de nodo de mariposa generados a partir del espacio en la capa de aislamiento. En particular, el árbol conductor de agua interno generado a partir de la capa semiconductora interna reducirá en gran medida la resistencia del aislamiento del cable.
③ Envejecimiento químico
El envejecimiento químico es causado por el entorno operativo del cable de alimentación, como la expansión de la cubierta de polietileno causada por tender el cable bajo tierra que contiene productos químicos derivados del petróleo, uno de los cuales se denomina envejecimiento por vulcanización, que tiene el mayor impacto en el aislamiento del cable, porque el sulfuro (sulfuro de hidrógeno, etc.) a través de la cubierta y la capa de aislamiento y el conductor de cobre del cable producen una reacción química para producir sulfuro de cobre, óxido de cobre y otras sustancias. Estas sustancias se desarrollan en forma dendrítica desde el lado de la guía interior hasta el lado de la cubierta. en la capa de aislamiento, al igual que los árboles de agua. Este envejecimiento se conoce colectivamente como árboles químicos. Diferentes tipos de aceite y sustancias químicas causan diferentes grados de envejecimiento del aislamiento del cable, pero todos causarán la expansión de varios componentes del cable, la disminución de las propiedades físicas y eléctricas.