19. 7 树的技术讨论
树已被证明是涉及中压电缆的寿命损失最重要的因素之一。 电树也被认为与最终的电缆故障有关， 且不能存在很长一段时间。 水树则可生长缓慢； 其可从一电极延伸到另一电极且无服务故障。 一旦形成水树， 在直流、 电涌和脉冲下， 水树的部分长度或全部长度可转变成电树。 最近的研究工作结论显示， 遭受直流、电涌或脉冲的有树的电缆比没有经受这些应力的电缆， 其在后续运行服务中的寿命较短。
水树到电树的这种 “ 转变” 有几种可能的解释， 但更被普遍接受的解释是在绝缘层中电荷被捕获。 当这些被捕获的电荷被热或机械运动扰动， 它们能够相应地形成了一个通过绝缘层的通道。 一个可能的情况是被捕获的电荷开辟了一条从一个空隙或杂质到下个空隙或杂质的隧道。 这些通道之间的绝缘可能会出现劣化的情况， 继而该区域绝缘被捕获的电荷加速破坏。 这个现象一直持续到绝缘层被彻底地摧毁， 电缆甚至不能保持线电压。
水树的起始可能始于电缆中的空隙， 杂质或其他缺陷造成场强过高。 另一个重要的因素是离子杂质的存在， 这特别对电缆有害。 在一段时间内认为这些离子的源头是地下水等。 现在可以确定这些杂质的源头通常是电缆中的材料———主要的杂质在旧电缆的半导电屏蔽材料中。 显微镜下小 “ 块” 的沙子可以使得绝缘/ 屏蔽的界面成为另一个电压升高的源头。 水树的生长或扩展明显相当慢———在制作良好的电缆上可能要几年时间。 当蝶状树生长到足够大， 以至于可降低末端处的电应力， 可能甚至停止生长。
众所周知， 电应力和温度会加速水树的扩展。 当温度在约 75℃ 以上时， XLPE
和热塑性聚乙烯材料会被明显影响———这个已被实验室老化研究证明[10] 。
在前面简要的提到， 水树和电化学树仅仅有一个很小的区别， 这一区别是由于内部或空隙中是否可 “ 自然” 染色造成的。 在 1970 年前 HMWPE 绝缘中含有染色抗氧化剂， 这些电缆不需要任何染色来看到这些树。 在 1970 年左右， 无色抗氧化剂的出现导致除非薄片放进染色溶液里， 否则看不到水树。 在那个过渡时期， 认为染色抗氧化剂可能会造成树， 在本节的末尾给出了染色步骤。
树在 EPR 绝缘电缆中也是存在且可见的， 但是它们仅仅在切片的表面才能看到。 相似的染色步骤被用在 EPR 上， 但是染色时间必须大大增加。 对 EPR 电缆样品染色也有专有的方法。 EPR 中树的数量比那些透明类型的绝缘材料要少得多，
因为在 EPR 里的看不到， 但也可能它们本身也少， 因为 EPR 树化的方式与 XLPE
电缆不同。
树肯定在电缆里缺陷处开始， 如绝缘和两个屏蔽的界面之间的不连续处， 空隙处及杂质———金属颗粒， 丝线， 绝缘的氧化部分 （ 琥珀状）， 甚至是块状的未消散的抗氧化剂。
其中一个起始点位于绝缘/ 屏蔽界面上的树被称为 “ 贯穿” 树。 与那些完全保持在绝缘层中的不贯穿树相比， 贯穿树有更大的危险性。 这里可能的解释是在不贯穿的树上可能会累加一个更高的气压， 而高的气压可抑制局部放电。