Study of Space Charge in SC Shield / XLPE Interface and Mid-Voltage Cable Perfomance

Abstract

Se estudiaron tres cables experimentales de media tensión: C2, C3 y C4; con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) denominados: Medio, Alto y Bajo en los test de perforación con tensiones sobre 150 kV. Los tres cables han sido medidos sistemáticamente mediante las técnicas del Pulso Electroacústico (PEA) y de las Corrientes de Despolarización Estimuladas Térmicamente (TSDC) usando un voltaje de polarización de 120 kV en muestras tal y como se reciben, tratadas térmicamente a 90 oC y 120 oC durante 672 horas. Las medidas de carga interna en el cable C4 son de un orden del doble que en los cables C2 y C3. El fenómeno de carga interfacial ha sido estudiado por espectroscopia infrarroja mediante la técnica de Reflectancia Total Atenuada (ATR) y muestra que hay componentes que migran, se difunden y se trasportan desde la capa semiconductora externa hacia el aislamiento de polietileno reticulado durante el tratamiento térmico del cable. Las medidas por PEA usando un campo eléctrico de 120 KV/mm muestran la formación y propagación de paquetes de carga de espacio desde el semiconductor (SC) hacia el aislamiento. Estos resultados son coherentes con las medidas mediante TSDC que muestran diferencias entre las áreas bajo la curva de corriente en función de la temperatura para los tres cables C2, C3 y C4 que es el resultado de la carga acumulada. Para resumir, la combinación de las mediciones PEA, TSDC y ATR son herramientas útiles para la comprensión de los procesos de relajación de carga de espacio y la eficiencia de los cables con aislamiento de XLPE.