塑料電力電纜的運行壽命與其絕緣中樹枝化老化的現(xiàn)象密切相關(guān)，這是在20世紀(jì)60 〜70年代被發(fā)現(xiàn)的。由于發(fā)現(xiàn)了塑料電纜擊穿前的這種“預(yù)擊穿”現(xiàn)象，引起世界各國 電纜制造界的極大興趣。從21世紀(jì)70年代至今，包括電線電纜行業(yè)、有機(jī)材料高分子化 學(xué)行業(yè)、高分子物理、電介子物理、高壓工程等有關(guān)學(xué)科和工程技術(shù)部門掀起了樹枝化研 究熱潮.并取得了很大的進(jìn)展。樹枝化的研究不僅具有極大的工程使用價值，而且充實了 電介質(zhì)物理的擊穿理論，并推動微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)與宏觀性能關(guān)系的研究。
ETGZ-II電纜故障測試儀
（-）樹枝化老化簡介
事實上，樹枝化放電早已被人們所熟悉。早年，油浸紙絕緣電力電纜中沿油浸紙層間 的表面移滑放電亦是樹枝狀的，但這是沿面放電后留下的樹枝狀炭化痕跡，痕跡尖端不斷 延伸，數(shù)年后可能引起電纜絕緣擊穿，亦可能樹枝狀爬電停止發(fā)展，不引起電纜絕緣擊 穿。但是，有機(jī)材料的樹枝化卻是另外一回事，它是由于材料內(nèi)部細(xì)微開裂造成的，開裂 的細(xì)小通道如同冬天無樹葉的樹枝狀，有枝干、分枝、枝芽�！皹渲Α本褪沁@種中空開裂 現(xiàn)象的統(tǒng)稱。實際上，它的形狀已大大地超越了 “樹枝”的概念。隨不同電壓的種類，不 同加壓方式，不同環(huán)境與條件，樹枝形狀會發(fā)生很大的變化。
塑料電纜的樹枝化放電現(xiàn)象也是固體介質(zhì)擊穿前漫長的先導(dǎo)擊穿過程，在引發(fā)樹枝萌 芽之前已有漫長的誘導(dǎo)（誘發(fā)）期。樹枝引發(fā)后，或者很快發(fā)展到固體擊穿，或者經(jīng)漫長 的發(fā)展（老化）過程，最后導(dǎo)致固體介質(zhì)擊穿（電老化擊穿）。樹枝的主干（主莖）直徑 在實際電工產(chǎn)品中很小，一般為幾微米至上百微米，必須借助光學(xué)儀器才能觀察到。樹枝 放電通常指樹枝的發(fā)生、發(fā)展的全過程，也有特指管道細(xì)微開裂中的氣體的局部放電。
各種有機(jī)材料中，管道狀細(xì)微開裂的引發(fā)，可以是原有亞微觀裂紋的存在；或氣隙、水
分、化學(xué)雜質(zhì)的存在；或者無任何裂紋存在，只是極高的場強(qiáng)導(dǎo)致冷發(fā)射電子，引發(fā)裂縫. 這是很復(fù)雜的物理化學(xué)過程。從島場強(qiáng)處、氣隙、含水的空洞、雜質(zhì)等處引發(fā)樹枝核心后， 向三個方向的立體空間發(fā)展。一般是沿電力線方向，也有因材料的各向異性而出現(xiàn)垂直電力 線方向的樹枝。這興樹枝延伸發(fā)展到場強(qiáng)所至的對極(整個絕緣厚度)，最后發(fā)生整體擊穿。 從引發(fā)樹枝萌芽，到發(fā)展至對極的時間可以是幾分鐘、幾十分鐘、幾年或十幾年。
1. 樹枝放電的形成
樹枝引發(fā)和發(fā)展的過程可分為以下四個階段。
(1) 引發(fā)期。又稱潛伏期或誘導(dǎo)期.它的長短表征樹枝發(fā)牛的難易程度。這是抑制樹 枝的主要階段。
(2) 成長期。又稱發(fā)展期.它表明樹枝引發(fā)后的成長速度。耐樹枝發(fā)展特性好的材 料，樹枝發(fā)展慢，即成長期長。
(3) 飽和期。當(dāng)樹枝發(fā)展到一定長度后，樹枝停止發(fā)展，這段時間稱為飽和期。飽和 期的存在是由于樹枝管道中有局部放電及高能電子轟擊高聚物分子鏈，致使材料分解產(chǎn)生 大M氣體。隨著這種效應(yīng)的增強(qiáng).細(xì)管中內(nèi)部壓力加大，按巴申定律.管道中放電電壓將 要提高。因而，在外界電壓不變的情況下，樹枝發(fā)展就可能停止。設(shè)法延長飽和期，是抑 制樹枝的另一重要方法。
(4) 間隙擊穿前期。經(jīng)過飽和期以后，氣隙或樹枝管道中因放電分解出的氣體逐漸通 過材料本身滲透、擴(kuò)散而逸出，使管道中氣體壓力下降，按巴申定律，這時氣隙的擊穿電 壓下降.因而樹枝乂迅速發(fā)展。