各種惡化電場的分布
塑料電纜中。均勻介質(zhì)的同心圓柱體電場可用最簡單的數(shù)學(xué)公式表示，電場的分布圖形可用電力線和等位線表示。其電力線是均勻輻射狀，等位線是內(nèi)密外疏的同心圓形，靠近導(dǎo)體附近的電力線密集，等位線間距小。因而導(dǎo)體附近的電場強(qiáng)度大；遠(yuǎn)離線芯時(shí)電場強(qiáng)度減弱。由此可見，電場強(qiáng)度沿徑向并不均等，而是均勻遞減，所以在同一半徑的圓周上的各點(diǎn)，其電場強(qiáng)度的大小是相等的。這種電場沒有惡化，稱為正常電場分布。
下面分別繪制出絕緣層中含有氣隙、雜質(zhì)，無半導(dǎo)電屏蔽層，半導(dǎo)電屏蔽層出現(xiàn)節(jié)疤、遺漏時(shí)的惡化電場分布，塑料電纜的絕緣結(jié)構(gòu)完善時(shí)，其交流短時(shí)擊穿場強(qiáng)很高(不小于幾十kV/mm)，而實(shí)際電纜的擊穿場強(qiáng)常低于這個(gè)值，其原因就是絕緣結(jié)構(gòu)中存在某種缺陷，造成電場的惡化。最嚴(yán)重的缺陷是半導(dǎo)電屏蔽層上的節(jié)疤和遺漏，其次是絕緣層內(nèi)部的雜質(zhì)與氣泡，最后是導(dǎo)絲效應(yīng)嚴(yán)重的無屏蔽結(jié)構(gòu)。
在電纜的生產(chǎn)過程中，完善擠塑工藝和嚴(yán)格投料標(biāo)準(zhǔn)，可有效地控制半導(dǎo)電屏蔽層的缺陷及雜質(zhì)的混人。而氣隙的產(chǎn)生不僅與工藝參數(shù)有關(guān)，還與運(yùn)行條件有關(guān)，不易控制。不同形狀的氣隙，其危害程度也不同。扁平狀危害程度最嚴(yán)重，圓柱狀次之，圓球狀較輕。
局部放電特性
塑料電纜的局部放電(游離放電)常導(dǎo)致電纜的故障或擊穿，嚴(yán)重的會(huì)影響電纜的運(yùn)行質(zhì)量和使用壽命，曾一度被認(rèn)為是對(duì)塑料電纜的最大危害。但近年來，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已逐漸地發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)到樹枝放電比起氣隙的局部放電(游離放電)對(duì)電纜的壽命具有更大的危害性。
局部放電的必要條件之一是氣隙的存在。而氣隙不是樹枝放電的必要條件，在絕緣結(jié)構(gòu)中，只要存在局部的集中高場強(qiáng)，就會(huì)導(dǎo)致金屬、雜質(zhì)尖刺物的冷發(fā)射，甚至介質(zhì)的冷發(fā)射，引發(fā)有機(jī)介質(zhì)的樹枝狀裂紋，出現(xiàn)樹枝狀放電。局部放電和樹枝放電有著本質(zhì)上的不同，樹枝放電基于高場強(qiáng)的場致冷發(fā)射為主要原因，而局部放電是基于氣隙在一定大氣壓下遵循“巴申定律”的條件而在氣隙中放電。這兩者既互相影響，又互相促進(jìn)。電樹枝在發(fā)展中必然伴隨著局部放電，而局部放電又促進(jìn)樹枝的生成與成長。
局部放電的影響因素
塑料電纜的局部放電特性取決于塑料電纜的結(jié)構(gòu)形式、絕緣材料的類別以及工藝參數(shù)與運(yùn)行條件。它們的優(yōu)劣，一方面可以保證塑料電纜具有足夠的運(yùn)行壽命(不小于30年)；另一方面又可能出現(xiàn)過早(幾個(gè)月或幾年)的運(yùn)行失效。
結(jié)構(gòu)因素。要求絕緣結(jié)構(gòu)形式完善，特別是35kV以上的高壓電纜，內(nèi)、外屏蔽層不完善，屏蔽層上有大氣隙，將導(dǎo)致局部放電；有凸出物或尖刺時(shí)，引發(fā)電樹枝，再伴隨局部放電，很快形成貫穿放電通道，導(dǎo)致電纜的壽命終止。
材料因素。材料本身的微觀結(jié)構(gòu)是否能耐電暈產(chǎn)生的臭氧腐蝕，以及絕緣材料中是否混進(jìn)了易引發(fā)樹枝的雜質(zhì)。
工藝參數(shù)。工藝條件是十分復(fù)雜而又極為重要的因素。在相同的材料和結(jié)構(gòu)條件下，由于加工方法的不同，會(huì)帶來不同的氣隙和水分含量。在加工進(jìn)人冷卻階段時(shí)，冷卻方式及冷卻速度的不同，會(huì)造成所產(chǎn)生氣隙形狀的不同。因此，必須選定最佳的工藝條件。
運(yùn)行條件。電纜運(yùn)行過程中的環(huán)境條件，水分、化學(xué)污染物的存在，負(fù)荷狀況，過載時(shí)間等，都會(huì)造成新生的、非加工中產(chǎn)生的氣隙。
