通常,我們應(yīng)用湯申理論和流注放電理論來(lái)描述電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生局部放電的原理。
1. 湯申理論
英國(guó)物理學(xué)家湯申認(rèn)為:在電場(chǎng)的作用下,自由電子的移動(dòng)速度加快并和氣體中性分子發(fā)生碰撞,當(dāng)電子的動(dòng)能足夠大時(shí),就會(huì)使被撞的中性分子游離,激發(fā)出新的自由電子和正離子。這種碰撞游離一旦發(fā)生,就將會(huì)越來(lái)越劇烈。被碰撞游離出的新自由電子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下繼續(xù)加速,并將產(chǎn)生新的碰撞游離,使得自由電子的數(shù)量急劇增多,形成電子崩。當(dāng)滿足自持放電的條件時(shí),就會(huì)發(fā)生持續(xù)的局部放電。
2. 流注放電理論
學(xué)者洛伊布和米克在湯申德理論基礎(chǔ)上,通過(guò)大量的試驗(yàn)研究和對(duì)雷電的觀測(cè),得出了下述結(jié)論:在氣隙放電中,除了電子碰撞游離以外,對(duì)放電的發(fā)展起作用的主要是光游離作用。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí),先是電子碰撞游離發(fā)展成電子崩,這里我們稱(chēng)之為初崩。由于電子的質(zhì)量小,所以在電場(chǎng)的作用下獲得加速很容易,并快速移動(dòng)到電子崩的頭部。而正離子質(zhì)量大,體積比電子也大得多,因此緩慢地移動(dòng)到電子崩的尾部。同時(shí),由于電子的擴(kuò)散作用,電子崩的半徑愈來(lái)愈大,其外形如一個(gè)頭部為球形的圓錐體。當(dāng)自由電子和正離子濃度很高時(shí),二者就會(huì)發(fā)生復(fù)合而產(chǎn)生光電子,光電子進(jìn)入電子崩兩端的高場(chǎng)強(qiáng)區(qū),很快就會(huì)激發(fā)中性分子游離,釋放出自由電子并發(fā)展成二次電子崩。二次電子崩頭部的電子與初崩的正離子匯合成為充滿正負(fù)電荷的混合通道,我們稱(chēng)之為流注通道。當(dāng)流注通道貫穿陰陽(yáng)兩個(gè)電極時(shí),就會(huì)產(chǎn)生氣體放電。這樣沿著狹窄的流注通道進(jìn)行放電,就形成了流注放電。由于光游離的放電速度比電子碰撞游離的速度快,所以流注放電比單純依靠電子碰撞游離的放電速度要快得多。