在電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中,各部位的電場(chǎng)強(qiáng)度往往是不相等的,當(dāng)局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到該區(qū)域的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí),該區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電,但放電并沒有貫穿施加電壓的兩導(dǎo)體之間,即整個(gè)絕緣系統(tǒng)尚未擊穿,這種現(xiàn)象稱之為局部放電。產(chǎn)生局部放電的條件取決于絕緣介質(zhì)中的電場(chǎng)分布和絕緣的電氣物理性能,通常局部放電是在高電場(chǎng)強(qiáng)度下,在絕緣體內(nèi)電氣強(qiáng)度較低的部位發(fā)生的。
高壓開關(guān)柜中引起放電故障的缺陷主要包括如下幾個(gè)方面:導(dǎo)體、外殼內(nèi)表面上的金屬突起,通常是在制造不良和安裝損壞擦劃時(shí)造成,導(dǎo)致毛刺且較尖;絕緣的缺陷和老化可以使絕緣內(nèi)部出現(xiàn)局部放電,絕緣故障是高壓開關(guān)柜故障率最高的一類故障;支持絕緣子表面污穢;高壓母線連接處、高壓開關(guān)主電路觸頭接觸不良以及斷路器觸頭接觸不良;開關(guān)元件內(nèi)部放電缺陷;在高壓柜體內(nèi),比如SF6罐式斷路器內(nèi),可以移動(dòng)的自由金屬微粒,金屬微粒是最普遍的微粒,在制造、裝配和運(yùn)行中均有可能產(chǎn)生,它有積累電荷的能力,在交流電壓場(chǎng)的影響下能夠移動(dòng),在很大程度上運(yùn)動(dòng)與放電的可能性是隨機(jī)的,當(dāng)靠近高壓導(dǎo)體且并未接觸時(shí),放電最可能發(fā)生,且放電可能比同樣微粒但為導(dǎo)體上固定物時(shí)高10倍。
局部放電一般不會(huì)引起絕緣的貫通性擊穿,但是可以導(dǎo)致電介質(zhì)(特別是有機(jī)電介質(zhì))的局部損壞。若局部放電長(zhǎng)期存在,則在一定條件下可能造成絕緣介質(zhì)電氣強(qiáng)度的降低。因此局部放電對(duì)絕緣設(shè)備的破壞是一個(gè)緩慢的發(fā)展過程,對(duì)于高壓電氣設(shè)備來說是一種隱患。局部放電的特性一般可與絕緣缺陷相互很好的印證,即根據(jù)局部放電特性可以確定電氣設(shè)備絕緣的局部損壞程度。在某種情況下,絕緣的性能可以按某種最能說明問題的特性來判斷,而對(duì)于不同設(shè)備的絕緣,這些特性可能各不相同。在多數(shù)情況下,綜合測(cè)量各種局部放電特性可以較客觀的評(píng)價(jià)產(chǎn)品的絕緣水平。
局部放電可以通過多種表征參數(shù)來描繪其狀態(tài),局部放電表征參數(shù)主要有視在放電電荷q、放電相位Φ、放電重復(fù)率、起始放電電壓U1、放電熄滅電壓Ue等。