Старение кабелей среднего и высокого напряжения (СН/ВН) с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ / XLPE) оценивается преимущественно путем обнаружения водного триинга (водяных триингов) и электрического триинга (электрических триингов), которые представляют собой различные фазы деградации. Водный триинг — это предпробойное явление, возникающее при наличии влаги и электрического поля; оно характеризуется микроскопическими диффузными кустообразными структурами, которые на протяжении многих лет снижают диэлектрическую прочность изоляции. Напротив, электрический триинг является непосредственным предшественником пробоя изоляции и состоит из полых обугленных каналов, образующихся под воздействием частичных разрядов (ЧР). Определение степени старения включает измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tan δ), уровня частичных разрядов (ЧР), а также микроскопический анализ срезов изоляции для определения длины и плотности древовидных структур (триингов).
Техническое сравнение: Старение вследствие водного и электрического триинга
В нижеприведенной таблице дифференцируются физические и электрические параметры, используемые для классификации этих двух механизмов старения в кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ):
| Параметр | Старение вследствие водного триинга | Старение вследствие электрического триинга |
| Фактор возникновения | Влага + Электрическое поле + Примеси | Высокое локальное поле + Газовые включения/дефекты |
| Физическая структура | Микроскопические микропустоты, заполненные жидкостью | Полые обугленные разветвленные каналы |
| Детектирование ЧР | Обычно не обнаруживается (неразрушающий контроль) | Высокая активность ЧР (обычно ＞5–10 пКл) |
| Воздействие на электрические свойства | Постепенное снижение пробивного напряжения (U₀) | Быстрый пробой в течение часов/дней |
| Основной индикатор | Увеличение tan δ и емкости | Амплитуда ЧР и фазово-разрешенные характеристики (PRPD) |
| Обратимость | Частично «высыхает», но повреждение остается | Необратим; приводит к полному пробою |
Модульная сводка индикаторов деградации
Индикаторы водного триинга:
- Тангенс угла диэлектрических потерь (tan δ): Высокая чувствительность к диффузному старению, вызванному воздействием влаги.
- Гармоническая составляющая тока: Наличие 3-й гармоники в токе утечки указывает на нелинейную деградацию.
- Ток изотермической релаксации (IRC): Используется для расчета «коэффициента старения» на основе высвобождения захваченного заряда.
Индикаторы электрического триинга:
- Фазово-разрешенные характеристики частичных разрядов (PRPD): Характерные «крылообразные» диаграммы, указывающие на разряды во внутренних пустотах.
- Визуальное обугливание: Древовидные каналы, идущие от электропроводящего экрана или внутренних загрязнений.
- Акустическая эмиссия: Высокочастотные звуковые волны, генерируемые быстрым ростом триингов в зонах высоких напряженностей электрического поля.