2023年2月电工技术学报Vol.38No.4第38卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211845基于失效时间统计特性的交联聚乙烯电寿命模型修正王国栋1周凯1李原1李诗雨2傅尧1（1.四川大学电气工程学院成都6100652.国网四川省电力公司乐山供电公司乐山614000）摘要为提高电缆绝缘材料电寿命评估的准确性，根据交联聚乙烯（XLPE）失效时间统计特性，对传统基于反幂定律的XLPE电寿命模型进行修正。首先对XLPE薄片样本进行电压耐久性实验，统计不同电场强度作用下XLPE失效时间。其次分析XLPE薄片样本失效时间统计特性，结果表明在相同电场强度作用下，XLPE失效时间大致分布在三个时间区间内，不同时间区间对应不同绝缘失效过程，电场强度不同时，占主导地位的失效过程也不相同。最后用处于主导地位失效过程样本的失效时间代表该电场强度下XLPE薄片样本的电寿命，由此得到修正后的XLPE电寿命模型。相较于传统电寿命模型，修正后的模型从失效时间统计特性的角度出发，确定了E-t特性曲线中拐点的位置。关键词：交联聚乙烯失效时间韦伯分布统计特性反幂定律中图分类号：TM2150引言交联聚乙烯（Cross-LinkedPolyethylene,XLPE）是将聚乙烯（Polyethylene,PE）通过物理或化学手段交联而形成的半结晶聚合物[1]。凭借优异的绝缘性能与力学性能，XLPE被广泛用作电力电缆绝缘材料[2-3]。自20世纪80年代起，XLPE电缆在我国城市供电系统中得到推广与应用，至今已有40余年的历史[4-6]。XLPE电缆在长期运行中受电、温度、水分等因素的影响致使绝缘性能逐渐下降，影响供电系统稳定性[7]。据统计，由绝缘老化引起的电缆故障在线路事故中占比高达21.1%，在各因素中排名第二。随电缆运行年限进一步增加，电缆绝缘老化失效现象将更为严重，由此引起的电缆故障占比将进一步提高[8]。因此，分析XLPE失效特性，加强对XLPE寿命的研究，将对提高电网运行可靠性有重大意义。早期电缆多在较低电压等级下运行，热应力是导致绝缘失效的主要原因。随着电力系统的发展[9]，电缆输电电压等级不断提高，电应力在XLPE绝缘失效过程中起到了越来越大的作用，深入研究XLPE电老化寿命很有必要[10]。由于外界环境与材料内部结构的差异，绝缘材料存在不同电老化形式。针对聚合物的不同老化形式，学者们提出不同电老化理论，较为常见的有电荷注入抽出理论[11]、光降解理论[12]、热电子理论[13]及局部放电理论[14]等。在电应力长期作用下，XLPE分...
