1、局部放電產(chǎn)生的原因

所謂“局部放電”是指在電場(chǎng)作用下，絕緣系統中只有部分區域發(fā)生放電而并沒(méi)有形成貫穿性放電通道的一種放電。產(chǎn)生局部放電的主要原因是電介質(zhì)不均勻時(shí)，絕緣體各區域承受的電場(chǎng)強度不均勻，在某些區域電場(chǎng)強度達到擊穿場(chǎng)強而發(fā)生放電，而其它區域仍然保持絕緣的特性。大型電氣設備的絕緣結構比較復雜，使用的材料多種多樣，整個(gè)絕緣系統電場(chǎng)分布很不均勻。由于設計或制造工藝上不盡完善使絕緣系統中含有氣隙，或是在長(cháng)期運行過(guò)程中絕緣受潮，水分在電場(chǎng)作用下發(fā)生分解產(chǎn)生氣體而形成氣泡。因為空氣的介電常數比絕緣材料的介電常數小，即使絕緣材料在不太高的電場(chǎng)作用下，氣隙氣泡部位的場(chǎng)強也會(huì )很高，當場(chǎng)強達到一定值后就會(huì )發(fā)生局部放電。另外絕緣內部存在缺陷或混入各種雜質(zhì)，或者在絕緣結構中存在某些電氣連接不良，都會(huì )使局部電場(chǎng)集中，在電場(chǎng)集中的地方就有可能發(fā)生固體絕緣表面放電和懸浮電位放電。

2、局部放電的類(lèi)型

從局部放電發(fā)生的位置、放電過(guò)程和現象來(lái)看，局部放電可以分為三種類(lèi)型：內部放電、表面放電和電暈放電。

1) 內部放電

造成內部局部放電的常見(jiàn)原因是固體絕緣體內部存在氣隙或液體絕緣內部存在氣泡。絕緣內部氣隙發(fā)生放電的機理隨氣壓和電極系統的變化而異，從放電過(guò)程而論，可分為電子碰撞電離放電和流注放電兩類(lèi);在放電形式上可分為脈沖型(火花型)放電和非脈沖型(輝光型)放電兩種基本形式。一般情況下，局部放電都屬于脈沖型放電，可以在外加工頻電壓的一定相位上觀(guān)察到單個(gè)分離的放電脈沖。在理論上，內部放電的放電圖形在工頻正、負半波是對稱(chēng)的，但由于氣隙或氣泡周?chē)^緣材料的絕緣電阻并非理想情況下的無(wú)窮大，同時(shí)由于在放電中可能發(fā)生沿氣隙或氣泡壁表面放電等原因，實(shí)際的正、負工頻周期放電圖形是不完全對稱(chēng)的，而且與電極系統的形式有很大的關(guān)系：電極系統結構越對稱(chēng)，正、負工頻周期放電圖形就越對稱(chēng)。

2) 表面放電

在電氣設備的高電壓端，由于電場(chǎng)集中，沿面放電場(chǎng)強又比較低，往往會(huì )產(chǎn)生表面局部放電;絕緣體表面放電的過(guò)程及機理與絕緣內部氣隙或氣泡放電的過(guò)程及機理相似，不同的是放電空間一端是絕緣介質(zhì)，另一端是電極。如果電極系統是不對稱(chēng)的，發(fā)生在工頻正、負半波的放電圖形也是不對稱(chēng)的。當放電的一端是高壓電極，不放電的電極接地時(shí)，正半周放電量大而次數少，負半周放電次數多而放電量小。如果電極系統相反，則放電圖形也相反。

3) 電暈放電

電暈放電通常發(fā)生在高壓導體周?chē)耆菤怏w的情況下。由于氣體中的分子自由移動(dòng)，放電產(chǎn)生的帶電質(zhì)點(diǎn)不會(huì )固定在空間某一位置上。對于針-板電極系統，針尖附近場(chǎng)強最高而發(fā)生放電，由于負極性時(shí)容易發(fā)射電子，同時(shí)正離子撞擊陰極發(fā)生二次電子發(fā)射，使得放電在負極性時(shí)最先出現。當外加電壓較低時(shí)，電暈放電脈沖出現在外加電壓負半周90°相位附近，并幾乎對稱(chēng)于90°;當電壓升高時(shí)，正半周會(huì )出現少量幅值大而數量少的放電脈沖。

以上是三種最基本的局部放電形式。此外，絕緣體中存在水珠、導電雜質(zhì)、電氣設備內部存在懸浮電位體也會(huì )引起局部放電;液體絕緣內部也可能出現固體表面局部放電和電暈放電。

3、局部放電的危害

局部放電對絕緣結構起著(zhù)一種侵蝕作用，它對絕緣的破壞機理有以下幾個(gè)方面：①帶電粒子(電子、離子等)沖擊絕緣，破壞其分子結構，如纖維碎裂，因而絕緣受到損傷;②由于帶電離子的撞擊作用，使該絕緣出現局部溫度升高，從而易引起絕緣的過(guò)熱，嚴重時(shí)就會(huì )出現碳化;③局部放電產(chǎn)生的臭氧(O3)及氮的氧化物(NO、NO2)會(huì )侵蝕絕緣，當遇有水分則產(chǎn)生硝酸，對絕緣的侵蝕更為劇烈;④在局部放電時(shí)，油因電解及電極的肖特基輻射效應使油分解，加上油中原來(lái)存在些雜質(zhì)，故易使紙層處凝集著(zhù)因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣的油楔處)，油泥生成將使絕緣的介質(zhì)損傷角tgδ激增，散熱能力降低，甚至導致熱擊穿的可能性。局部放電的持續發(fā)展會(huì )使絕緣的劣化損傷逐步擴大，最終使絕緣正常壽命縮短、短時(shí)絕緣強度降低，甚至可能使整個(gè)絕緣擊穿。