工頻電壓下電纜本體的空間電荷測試

王　偉　何東欣　易登輝　劉　晗　盧　鍵

(1.華北電力大學(xué)高電壓與電磁兼容北京重點實驗室　北京　102206

2.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))　北京　102206

3.國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司唐山分部　唐山　063000)

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工頻電壓下電纜本體的空間電荷測試

王偉1，2何東欣1，2易登輝1，2劉晗1，2盧鍵3

(1.華北電力大學(xué)高電壓與電磁兼容北京重點實驗室北京102206

2.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))北京102206

3.國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司唐山分部唐山063000)

摘要采用新的相位匹配方法，研制了交流電壓下交聯(lián)聚乙烯電纜本體的空間電荷測量裝置。利用該裝置進(jìn)行了兩組實驗，以研究電纜的交流空間電荷特性。一是對電熱老化90 d后的XLPE電纜進(jìn)行2 h交流極化實驗，二是對現(xiàn)場運(yùn)行15年的電纜進(jìn)行384 h溫度梯度場下交流老化實驗；在加壓的過程中同時測量空間電荷。實驗發(fā)現(xiàn)，工頻50 Hz電壓下電纜內(nèi)部存在空間電荷；兩組實驗剛施加電壓后，絕緣內(nèi)部迅速出現(xiàn)隨相位呈周期性變化的電荷；在第二組實驗長時間老化過程中絕緣內(nèi)部逐漸積累出不隨相位變化的固定電荷。對于第一組實驗，繪制總電荷量隨交流相位的變化曲線，發(fā)現(xiàn)電壓下降階段的電荷多于對應(yīng)相位的電壓上升階段的電荷，0°的電荷多于180°的電荷。該現(xiàn)象表明電荷復(fù)合滯后于電壓下降，也間接證明了交流電壓下空間電荷的存在。

關(guān)鍵詞：空間電荷交聯(lián)聚乙烯電纜電聲脈沖法

0引言

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)交流電纜在輸配電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，電纜絕緣的可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行?？臻g電荷是導(dǎo)致電纜絕緣劣化的重要原因[1]。在電纜運(yùn)行過程中，隨著持續(xù)的加壓和老化，XLPE絕緣內(nèi)部積累空間電荷，引起局部電場嚴(yán)重畸變；電荷在缺陷處的入陷、脫陷和復(fù)合過程伴隨能量的釋放和轉(zhuǎn)移，破壞絕緣結(jié)構(gòu)[2-4]。測試、分析交流電纜絕緣中空間電荷的動態(tài)特性對研究電纜的老化機(jī)理具有重要意義。

近30年來，隨著電聲脈沖法空間電荷測試手段的普及，國內(nèi)外學(xué)者對于聚乙烯(PE)類材料的空間電荷特性進(jìn)行了大量研究。研究主要集中在直流電場下的空間電荷特性[5-8]，測試對象包括PE和XLPE薄片材料和電纜本體[9，10]。由于交流電壓下空間電荷的測試對硬件設(shè)備要求高，目前研究較少。但相關(guān)學(xué)者通過實驗側(cè)面證實交流電場下空間電荷的作用。文獻(xiàn)[11]對低密度聚乙烯(LDPE)薄片材料進(jìn)行交流電場老化，并測試不同老化時間試品的去壓空間電荷，發(fā)現(xiàn)空間電荷量與老化時間呈正相關(guān)關(guān)系。文獻(xiàn)[12]測試了PE材料直流電場和交流電場下的電致發(fā)光實驗，發(fā)現(xiàn)交流電場下電致發(fā)光比相同幅值直流電場條件強(qiáng)，而電致發(fā)光是空間電荷動態(tài)行為的宏觀表現(xiàn)形式，這說明在交流電場下同樣存在大量的空間電荷動態(tài)變化。所以研究交流電場下電纜絕緣的空間電荷十分必要。

目前交流空間電荷的研究對象只是切片材料，主要研究空間電荷隨交流電壓的頻率和相位的變化。各家機(jī)構(gòu)對于交流空間電荷特性的研究結(jié)果不盡相同。對于相位特征，文獻(xiàn)[13]中測試了60 Hz正弦電壓下的空間電荷，發(fā)現(xiàn)在140°和320°相位處空間電荷最大，在50°和230°相位處最小，而非在交流電壓幅值的峰值和過零點；英國的G.Chen和日本的Y Takada的測試結(jié)果相同，空間電荷的幅值跟隨正弦電壓的變化，在90°和270°最大，在0°和180°最小[14]。

對于空間電荷隨交流頻率的變化，共同的結(jié)論是隨著頻率升高，交流電壓下空間電荷逐漸減少。但對于50 Hz工頻電壓下，聚乙烯內(nèi)部是否會有空間電荷積累，出現(xiàn)了不同觀點。文獻(xiàn)[15]認(rèn)為交流空間電荷積累的截止頻率為0.02 Hz，文獻(xiàn)[16，17]認(rèn)為在1 Hz以下的交流電壓下才有空間電荷的積累，頻率極低(小于0.001 Hz)時空間電荷積累特性接近直流電壓，文獻(xiàn)[15-17]都認(rèn)為在50 Hz下不會有空間電荷產(chǎn)生。文獻(xiàn)[18]對比了0.1 Hz和50 Hz的交流空間電荷，發(fā)現(xiàn)50 Hz電壓極化過程中沒有空間電荷，但短路時LDPE內(nèi)部出現(xiàn)了少量的異極性電荷。文獻(xiàn)[19]測試了從直流到交流10 Hz電壓、溫度從25 ℃到50 ℃的空間電荷，發(fā)現(xiàn)10 Hz電壓下，在25 ℃時在2 h極化時間內(nèi)沒有空間電荷積累，但在50 ℃時出現(xiàn)明顯的負(fù)空間電荷積累。文獻(xiàn)[20]研究了工頻電壓下油浸絕緣紙的空間電荷特性，發(fā)現(xiàn)在加壓120 min內(nèi)鋁板電極處的空間電荷增大?？偨Y(jié)目前的交流空間電荷文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，工頻電壓下測量到的空間電荷主要是電極處的界面電荷，或者工頻電壓極化后短路狀態(tài)下的去壓空間電荷[18，20，21]。

目前尚無電纜本體的交流空間電荷研究。交流空間電荷測試設(shè)備需要同時滿足測試電纜本體和交流空間電荷對硬件的要求，要達(dá)到脈沖源幅值大、頻率高、相位匹配準(zhǔn)確、信號采集速度快[22，23]，并消除電纜雜散電容的影響[24]。本實驗室首次實現(xiàn)了交流電壓下對電纜本體空間電荷的測量，達(dá)到較為理想的測量效果。相較于目前已有的切片交流空間電荷測量方法，該裝置采用了新的相位匹配技術(shù)，直接從工頻電壓中取出交流相位，確保了空間電荷測試的準(zhǔn)確性。

本文搭建了電纜本體交流空間電荷測試平臺，并進(jìn)行了兩組實驗，繪制了電纜總電荷量隨相位的變化曲線，發(fā)現(xiàn)總電荷量隨相位并非完全對稱，證明了交流空間電荷的存在。

1測量系統(tǒng)介紹

1.1測量系統(tǒng)

交流電壓下電纜本體的空間電荷測試系統(tǒng)由變壓器、空間電荷測試單元、脈沖電壓源、交流電壓相位匹配電路、示波器及信號處理軟件組成。每個環(huán)節(jié)都對測試結(jié)果的準(zhǔn)確性起到重要作用。脈沖電壓源輸出的脈沖波形直接決定測試的空間電荷波形的質(zhì)量；空間電荷測試單元要屏蔽外界干擾，且壓電傳感器和放大器的匹配會影響測試波形的過沖；相位匹配電路要求脈沖信號和交流正弦相位匹配準(zhǔn)確，且要避免脈沖高壓源引起高頻干擾的影響；示波器要求數(shù)據(jù)傳輸速度快、存儲深度高；信號處理軟件要求能處理空間電荷波形的過沖，恢復(fù)電纜同軸結(jié)構(gòu)和電場產(chǎn)生的衰減和色散。圖1是整個測試系統(tǒng)的示意圖。

圖1　XLPE電纜本體交流空間電荷測量系統(tǒng)Fig.1　AC space charge measurement system for XLPE cable

電聲脈沖法(PEA)測試電纜本體空間電荷的基本原理是，施加脈沖電壓到電纜線芯，絕緣外側(cè)通過錫紙接地。脈沖電壓使空間電荷振動，產(chǎn)生超聲波，向下傳播穿過下電極鋁板，作用在PVDF壓電傳感器上產(chǎn)生正比于聲波的電壓信號，經(jīng)過放大器后輸出到示波器上采集波形。采集到的電壓隨時間的波形即反映電纜中垂直向下的半徑方向的空間電荷的分布。

脈沖電壓源使用德國Behlke公司生產(chǎn)的高壓MOSFET開關(guān)，根據(jù)脈沖形成線原理搭建。脈沖電壓是脈寬為50 ns的周期性方波，頻率為0～2 000 Hz，電壓為5 kV。實驗裝置的測量電極采用平板型電極，這種電極結(jié)構(gòu)可以測量不同絕緣厚度的聚合物電纜中的空間電荷分布。測量電極厚18 mm，壓電傳感器為30 μm PVDF壓電薄膜。

電纜的圓柱形結(jié)構(gòu)造成外屏蔽層與測量電極(也是接地電極)之間產(chǎn)生雜散電容，畸變脈沖電壓波形，如圖2所示。為此，使用一層100 μm的鋁箔緊密包裹電纜外屏蔽層，減小雜散電容對脈沖電壓的影響。為減少接觸面阻礙超聲波傳播造成的損失，使用硅脂粘貼鋁箔，鋁箔與測試電極之間涂抹硅油。

圖2　電纜外屏蔽層對電極雜散電容影響示意圖Fig.2　Stray capacitance between the cable’s outer semi-con and the ground plate

為防止高壓下發(fā)生閃絡(luò)，在電纜兩端安裝應(yīng)力錐；為避免電暈，在電纜線芯兩端設(shè)計防暈球，如圖3所示。經(jīng)過設(shè)計和檢測，應(yīng)力錐的耐閃絡(luò)電壓是AC 50 kV。

圖3　電纜防閃絡(luò)和電暈結(jié)構(gòu)設(shè)計Fig.3　Cable design against flashover and corona

PEA聲波在XLPE傳播過程中會發(fā)生衰減和色散，電纜的同軸結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電場分布不均勻和聲波的由內(nèi)向外的擴(kuò)散衰減；壓電傳感器靜態(tài)電容和放大器前置輸入阻抗構(gòu)成濾波電路，引起非線性相位失真和損耗，導(dǎo)致PEA信號在電極界面附近發(fā)生過沖。所以需要消除測試系統(tǒng)產(chǎn)生的信號過沖、衰減和色散等影響[25]。筆者編寫了信號處理程序，對空間電荷波形進(jìn)行恢復(fù)和處理。該程序能有效實現(xiàn)電纜本體空間電荷信號的恢復(fù)和處理。

1.2相位匹配電路

本文通過電容分壓器獲得與交流電壓相位一致的正弦信號，經(jīng)過濾波電路和過零比較電路，進(jìn)行相位矯正，得到與正弦電壓頻率和相位相同的方波信號。方波信號觸發(fā)信號發(fā)生器，輸出40個連續(xù)周期為500 μs的短方波信號，總時間剛好為正弦信號的一個周期20 ms。輸出的短方波信號觸發(fā)MOSFET高壓開關(guān)，產(chǎn)生脈沖電壓，作用在電纜上測試空間電荷。與正弦電壓同步的方波信號不斷地觸發(fā)信號發(fā)生器，使高壓開關(guān)連續(xù)動作。脈沖電壓的頻率為40×50 Hz=2 000 Hz。

脈沖電壓通過400∶1的電阻分壓器產(chǎn)生同步低脈沖電壓信號，觸發(fā)示波器采集波形，這樣能確?？臻g電荷的測試時間與交流電壓的相位準(zhǔn)確對應(yīng)。每個正弦周波測量40個相位的空間電荷，即每隔9°一個測試點，可以準(zhǔn)確地反映交流空間電荷隨相位的變化。通過LeCroy示波器(HDO6054)采集空間電荷波形，每次實驗連續(xù)采集20 000段有效的空間電荷波形，即500個工頻周波。整個測試時間為10 s。從所有周波中提取出每個相位的波形，均分500次，得到40個相位的空間電荷波形。

脈沖電壓的頻率高達(dá)幾百兆赫茲，會引起相位匹配電路中很大幅值的振蕩脈沖，干擾信號發(fā)生器的正常觸發(fā)。為了屏蔽脈沖干擾，通過隔離變壓器和光耦合器將相位匹配電路與電容分壓器和脈沖電壓源進(jìn)行電氣隔離。

這種直接從工頻電壓中取出交流相位的方法，保證了相位匹配的精確性，適用于實際頻率有所波動的交流電壓下的測試。

2工頻電壓下電纜的空間電荷測試

2.1常溫短時間的交流極化實驗

選取電熱聯(lián)合老化的XLPE交流電纜作為實驗試樣。試品電纜選用青島漢纜股份有限公司生產(chǎn)的10 kV XLPE電纜，導(dǎo)體截面積為240 mm2，主絕緣厚4.5 mm。電纜在103 ℃、34.8 kV(4倍額定電壓)條件下，老化90 d，以下稱“電纜1”?？臻g電荷測試前放置在90 ℃烘箱中短路24 h，以除去剩余的電荷。

對電纜試樣施加AC 34.8 kV(4倍額定電壓)極化電壓2 h，每隔15 min測試一次交流空間電荷；2 h后撤去交流電壓，對電纜進(jìn)行短路，并測量1 000次平均的空間電荷。

測試發(fā)現(xiàn)，在交流電壓下，電纜內(nèi)部出現(xiàn)隨相位變化的周期性空間電荷分布；并且在2 h的極化時間內(nèi)，周期性空間電荷的幅值和位置基本不隨極化時間而變化。圖4是交流極化2 h時，電纜40個相位測試點空間電荷分布的三維展示。圖5是0°、90°、180°和270°的空間電荷分布。電荷波形的橫坐標(biāo)描述了從電纜外側(cè)到內(nèi)側(cè)的沿半徑方向的厚度分布。電纜內(nèi)部有1、2兩處明顯的空間電荷，其中1處有兩個峰，為兩個電荷包的疊加，靠近下電極的位置也有少量電荷。這種電荷的幅值和極性隨交流相位呈周期性變化，在90°和270°最大；在0°和180°最小。撤去交流電壓后，立即測試短路狀態(tài)下的空間電荷，發(fā)現(xiàn)電纜內(nèi)部的電荷已消散。

圖4　交流電壓下電纜1的40個相位的空間電荷分布三維圖Fig.4　Three-dimensional diagram AC space charge profile of cable 1 at 40 phases

圖5　電纜1的4個相位空間電荷分布Fig.5　Space charge profile of cable 1 at 4 phases

根據(jù)實驗現(xiàn)象分析，外施電場對周期性電荷的作用具有瞬時性，即施加電場后，電荷立即出現(xiàn)；撤去電壓后電荷立即消失。筆者認(rèn)為周期性電荷是由電纜內(nèi)部不均勻區(qū)分子極化產(chǎn)生。XLPE電纜在電熱老化后，絕緣內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞，局部出現(xiàn)不均勻區(qū)；不均勻區(qū)內(nèi)的極化子在外施電場的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)向極化，由于轉(zhuǎn)向極化產(chǎn)生電荷的時間非常短(10-6～10-2s)，所以周期性電荷表現(xiàn)出隨外施電場瞬時變化的特征。不同的電纜試樣測到的周期性電荷位置不同。

2.2溫度梯度場長時間的交流老化實驗

本文對已在現(xiàn)場運(yùn)行15年的電纜(以下稱“電纜2”)進(jìn)行溫度梯度場(外側(cè)80 ℃，內(nèi)側(cè)115 ℃)以及47 kV的條件下連續(xù)384 h的加壓實驗，比“電纜1”的實驗提高了電纜溫度、延長了極化時間，實時測試電纜的空間電荷分布時，發(fā)現(xiàn)了逐漸積累的極性固定的空間電荷。

圖6和圖7分別是實驗前和實驗384 h后電纜在4個典型相位下的空間電荷分布?？梢钥闯觯┘?7 kV交流電壓后，電纜3處立即出現(xiàn)隨相位呈周期性變化的電荷，電荷的位置分布在距電纜外側(cè)0.8～2 mm之間，從外至內(nèi)分布兩種不同極性的電荷，在加壓過程中，電荷的幅值和位置基本無變化。

圖6　電纜2在加熱前的各相位空間電荷分布Fig.6　Space charge profiles of cable 2 at different phases before applying voltage

圖7　電纜2在加熱384 h后的各相位空間電荷分布Fig.7　Space charge profiles of cable 2 at different phases after aapplying voltage for 384 h

隨著加壓時間的增加，在距電纜外側(cè)4 mm位置4處出現(xiàn)不隨相位變化的電荷，在圖7中用橢圓框標(biāo)出。從圖中可以看出，該電荷為正負(fù)電荷相鄰分布，0°、90°、180°和270°的電荷的位置、極性和幅值基本相同，并沒有隨交流電壓的相位發(fā)生變化。該電荷隨老化時間逐漸增大，在384 h后增大至約0.1 C/m3的電荷密度。相比直流電壓下空間電荷的積累(幅值相近的直流電場下，電纜內(nèi)部在2 h內(nèi)即積累明顯的空間電荷[26])，交流電壓下空間電荷的積累速度十分緩慢。

固定電荷可能是由于交流電場下電荷被陷阱捕獲而產(chǎn)生。在電熱老化過程中，電纜內(nèi)部的化學(xué)鍵斷裂，產(chǎn)生化學(xué)陷阱；化學(xué)陷阱捕獲電離或注入的自由電荷，產(chǎn)生束縛性電荷。束縛性電荷具有一定的時間駐留性，而工頻電壓下電場變化周期為20 ms，在這么短的時間內(nèi)，被捕獲電荷不會立即消散。所以表現(xiàn)出不隨正弦相位變化的特性。不同的電纜試樣測到的固定電荷位置不同，這種電荷的存在會對電纜內(nèi)部電場分布產(chǎn)生一定的影響。

3不同相位的空間電荷總量

根據(jù)電纜1交流極化2 h后的40個相位所測空間電荷波形，按照式(1)計算總電荷(界面電荷和內(nèi)部空間電荷)量Q。

(1)

按相位繪制成曲線，如圖8所示。

圖8　總電荷量隨相位的變化曲線Fig.8　Changing curve of total space charge with phase

觀察圖8，并結(jié)合圖5，可以發(fā)現(xiàn)以下特征：

1)總電荷量波形近似呈正比。根據(jù)Poisson方程，電荷量為

(2)

式中，d為電纜絕緣從內(nèi)半導(dǎo)電到外半導(dǎo)電的厚度，mm；z為電纜絕緣內(nèi)部某處到內(nèi)半導(dǎo)電的半徑方向距離，mm。式(2)中，右側(cè)第一項為主要部分，所以電荷量近似與所加電場呈正比。

2)正弦電壓負(fù)半波的電荷量大于對應(yīng)相位正半波電荷量，0°和180°的電荷極性相同。這是由于脈沖源電壓所致，本實驗采用的脈沖源電壓為負(fù)極性，疊加在極化電壓中，導(dǎo)致正弦電壓負(fù)半波的電荷量大于對應(yīng)相位正半波電荷量。0°和180°的電荷也是由于脈沖電壓的極化產(chǎn)生的，所以兩者的電荷極性相同。

3)每個半波電壓下降部分的電荷量大于同一半波電壓上升部分的電荷量(圖8中ΔQ1、ΔQ2、ΔQ3和ΔQ4分別表示135°、157.5°、315°和337.5°比45°、22.5°、225°和202.5°多出的電荷量)，0°的電荷多于180°的電荷(圖5和圖8均可看出)。該特征反映出交流空間電荷的動態(tài)特性。由于本實驗所施加交流電壓相對較低，峰值為49.5 kV，靠近線芯處的最大場強(qiáng)只有13.3 kV/mm，尚未達(dá)到電極注入電荷的場強(qiáng)，所以電纜內(nèi)部的電荷是由于極化產(chǎn)生。在電壓下降時，正負(fù)電荷中心就會發(fā)生復(fù)合，導(dǎo)致電荷量下降。而電荷復(fù)合需要一定的時間，滯后于電壓下降，造成少量電荷剩余，導(dǎo)致電壓下降時的電荷略多于同半波電壓上升期；電壓的正負(fù)半波均出現(xiàn)此現(xiàn)象。0°(360°)和180°時，電纜內(nèi)部分別剩余負(fù)電荷和正電荷。由于脈沖電壓是負(fù)極性，所以剩余電荷疊加在脈沖電壓產(chǎn)生的電荷上，導(dǎo)致0°的電荷略大于180°的電荷。此現(xiàn)象可以間接證明交流電壓下空間電荷的存在。

4結(jié)論

本文介紹了交流電壓下電纜本體空間電荷的測試方法，搭建了電纜本體空間電荷的測試平臺。該平臺采用新的交流相位匹配方法，直接從工頻電壓中取出交流相位，確保了交流空間電荷的測量準(zhǔn)確性。

通過該實驗平臺，在50 Hz電壓下對老化后的電纜進(jìn)行空間電荷測試，證實工頻電壓下XLPE電纜內(nèi)部存在空間電荷。電纜內(nèi)部不同位置出現(xiàn)空間電荷分為隨相位呈周期性變化的“周期性電荷”和不隨相位變化的“固定電荷”兩種。

周期性電荷是在施加交流電壓后在電纜內(nèi)部迅速出現(xiàn)，在90°和270°時電荷量最大，0°和180°時最小，幅值近似隨相位呈正弦變化。周期性電荷是由于電纜老化后絕緣內(nèi)產(chǎn)生不均勻區(qū)，不均勻區(qū)的極化子在交流電壓下轉(zhuǎn)向極化產(chǎn)生的。

固定電荷是在溫度梯度場和交流高壓長時間共同作用下，電纜絕緣某處逐漸積累出來的，其幅值和極性不隨相位變化，積累速度緩慢。電熱老化過程產(chǎn)生化學(xué)陷阱，自由電荷被陷阱捕獲，成為束縛性電荷。束縛性電荷具有一定的時間駐留性，從而導(dǎo)致其不隨工頻相位而變化。

通過每個測量相位總電荷量的繪制曲線發(fā)現(xiàn)，每個半波電壓下降階段的電荷多于同半波電壓上升階段的電荷，0°的電荷多于180°的電荷。這是由于電荷復(fù)合滯后于電壓下降造成少量電荷剩余所致。該現(xiàn)象間接證明了交流電壓下空間電荷的存在。

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王偉男1960年生，教授，研究方向為高電壓絕緣、電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷。

E-mail：wwei@ncepu.edu.cn

何東欣男1990年生，博士研究生，研究方向為電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷。

E-mail：hedongxin@yeah.net(通信作者)

Space Charge Measurement on Cable Under AC Voltage

WangWei1，2HeDongxin1，2YiDenghui1，2LiuHan1，2LuJian3

(1.Beijing Key Laboratory of High Voltage & Electronmagnetic Compatibility North China Electric Power UniversityBeijing102206China 2.State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing102206China 3.State Grid JiBei Electric Power Co.Ltd. Maintenance BranchTangshan BranchTangshan063000China)

AbstractA new kind of AC space charge measurement instrument is introduced in this paper. It can measure the space charge of XLPE cable under AC voltage with a new AC phase matching method. Two experiments are carried out to research the AC space charge characteristics of the cable.Firstly the XLPE cable after electrical-thermal aging for 90 days is polarized for 2 h, and secondly the cable used for 15 years is aged under temperature gradient for 384 h.The space charge profiles are measured simultaneously in the two experiments and several phenomena are found.The space charges exist within the cable insulation under 50 Hz power frequency voltage. In both two experiments, the space charges, which changes periodically and follows the AC phase,appear instantly after the AC voltage is applied.In the second experiment, the steady charge, which do not change with the AC phase, is accumulated gradually within the cable insulation under long-time aging process. The changing curve of the total space charge with AC phases is plotted in the first experiment. It is found that the total charges when AC voltage declines are more than those when AC voltage rises; and the charges in 0° is more than those in 180°. This phenomenon indicates that the charge recombination lags behind the AC voltage declining, which indirectly certifies the existence of the space charge under AC voltage.

Keywords：Space charge, XLPE, cable, pulsed electro-acoustic method

作者簡介

中圖分類號：TM85

收稿日期2015-02-28改稿日期2015-08-26

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展(973)計劃(2009CB724506)和國家自然科學(xué)基金(51377056)資助項目。