交联温度为180℃的 XLPE 试样的击穿电压 与实验温度的关系如图5所示。随着实验温度从15 ℃升高至120℃试样的击穿电压显著下降。以交 联时间为15min 的试样为例实验温度为15℃时 其击穿电压为42kV。当实验温度为90℃时击穿 电压值下降至38kV下降了约10％；当实验温度 为120℃时击穿电压进一步下降至34kV下降量 约为20％。实验结果说明实验温度越高试样绝缘 强度越低。此外对于交联温度为180℃的 XLPE 试 样交联时间不同对击穿电压并未产生显著影响。
交联时间为10min 时不同交联温度制备的 XLPE 试样的击穿电压与实验温度的关系如图6所 示。随着实验温度的升高试样的击穿电压呈现先 慢后快的下降趋势。当实验温度从15℃升高至90 ℃时交联温度为120℃、180℃和220℃试样的击 穿电压下降量分别约为2．6％、6．8％和0．3％；实 验温度升高至105℃时3种试样的击穿电压值分 别下降了13．7％、10．4％和7％；实验温度继续上升至120℃时3种试样的击穿电压分别急剧下降 并基本相同。可见试样在高于90℃的实验环境下 试样的击穿电压显著下降。当温度达到120℃时各 类试样的击穿电压已无差异。
交联时间为5min 时 XLPE 试样的耐压时间与 实验温度的关系如图7所示。随着实验温度的升高 耐压时间逐渐缩短。当实验温度高于90℃时与实 验温度为15℃时相比试样的耐压时间下降约在 25％以上以未交联的试样下降的幅度最大结果表 明实验温度对绝缘耐压时间的影响十分显著。
聚合物击穿过程十分复杂可能是电击穿或热击穿单独的作用也可能是二者的联合作用。特 别是在交流电场的作用下因电场和介质损耗的双重作用极易引发电击穿和热击穿联合作用。在实验中随着交联温度的升高XLPE 的交联度不断增 大逐渐形成三维网状结构使得介质的耐热性能增加进而抵御热击穿的能力增大；然而交联温度的升高促进 DCP 交联剂的分解生成的苯乙酮大量增加为电击穿过程提供了种子电荷[5]。另外过高的交联温度将产生过度的交联所生成的密集三维网格对晶体的生长形成较大影响晶粒的均匀度下降 小晶粒大量产生结晶度下降使得非晶区更加不均匀加之非晶区密度小电子的平均自由行程大 更易于使种子电荷加速运动并形成电子雪崩导致击穿。当交联温度升高至200℃时击穿电压增大 表明交联结构抑制热击穿的作用强于交联剂分解 及结晶形态降低促进电击穿的作用；当交联温度进 一步升高至220℃时交联剂分解及结晶形态的降低 对电击穿的促进作用增大击穿电压降低。 当实验温度升高时交联结构抑制热击穿的作 用受到抑制使得热击穿更易于发生。因此击穿曲线的拐点左移至180℃。随着实验温度的进一步升高击穿场强随之下降如图3和图4所示。在实验 温度超过90℃时XLPE 进入熔融状态规整的结 晶结构开始分裂形成无序的非晶区。这为电荷的碰 撞电离提供了较好的加速空间使电击穿过程易于发生击穿电压显著下降如图5和图6所示。当实 验温度达到120℃时各类试样的晶区全部裂解形成熔融状态的非晶区因此其击穿电压接近。另外 对于180℃交联制成的试样其内部的结晶形态、 DCP 分解和交联网络结构的平衡较强地抑制了电 击穿和热击穿过程因此在实验温度升高的过程中 获得了较高的击穿电压。由于交联形成的三维网状结构有助于抵制热击穿的风险交联温度为220℃ 制成的试样的击穿电压始终高于未交联试样。上述分析同样适用于图7中介质的耐压时间随环境温 度升高而下降的现象。
结 论
（1）XLPE 的击穿电压和耐压时间与其交联温度密切相关。交联形成的三维网络抑制热击穿和DCP交联剂分解及结晶形态是影响击穿电压和耐压时间的原因。
（2）实验温度的升高削弱了交联网络抵御热击穿风险能力并促进了电子雪崩耐压时间均逐渐降低。当环境 温试度超的过击穿90℃电压时和 XLPE 中结晶熔融过程开始规整晶体变成无序非晶结构击穿电压和耐压时间均大幅降低。
（3）交联温度和交联时间的工艺控制对高压电缆绝缘的击穿性能影响很大。此外在高压电缆的运行中当电缆接近或超过90℃运行时即便是很 短暂的时间也会带来极大的风险。
