局部放電是指設(shè)備中不導(dǎo)電的部件被電力擊穿,從而發(fā)生的一種產(chǎn)生電流泄露的現(xiàn)象。通常情況下這種現(xiàn)象都是發(fā)生在容易導(dǎo)電的物體周圍,有時(shí)也可能發(fā)生在其他的地方。它由于電場強(qiáng)度不均而在絕緣弱點(diǎn)發(fā)生。電纜絕緣的表面和內(nèi)部都有可能發(fā)生局部放電,當(dāng)該現(xiàn)象發(fā)生在不容易導(dǎo)電的物體外部時(shí),我們稱之為表面的局部放電現(xiàn)象,而當(dāng)在物體內(nèi)部發(fā)生這種產(chǎn)生電流的現(xiàn)象時(shí),我們就將其稱之為內(nèi)部的局部放電現(xiàn)象。
每種介質(zhì)都有一個(gè)絕緣擊穿強(qiáng)度,對于電纜絕緣而言,當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到該擊穿場強(qiáng)時(shí)就會被擊穿,當(dāng)電纜絕緣中的局部區(qū)域被擊穿就會發(fā)生局部放電。實(shí)際的絕緣系統(tǒng)由多種復(fù)合材料制成,如氣體與固體或者液體與固體的復(fù)合,由于不同材料的性質(zhì)不同,擊穿場強(qiáng)也不同,所承受的電場通常也是不均勻的。這就會出現(xiàn)在某種材料中首先出現(xiàn)局部放電。一些電纜絕緣雖由單一的材料制成,理想情況下是不會發(fā)生局部放電的,但實(shí)際由于各種原因,單一的絕緣材料中存在氣泡、裂紋或其他雜質(zhì)等缺陷,這種缺陷就類似于復(fù)合材料,在這些缺陷部位通常會首先放電。最常見的缺陷就是氣泡,由于從導(dǎo)電能力上來說,存在于我們周圍的空氣即氣體,在交流電場里承受的場強(qiáng)是非常高的。這是由于其介電常數(shù)排在最后,也就是說該系數(shù)是最小的,而場強(qiáng)與之成反比。所以和其他的導(dǎo)電媒介相比之下,氣泡里能夠令場強(qiáng)達(dá)到極高的程度,甚至可以說是最大的。相反的,場強(qiáng)最高的話也就是說它能夠承受擊穿電場強(qiáng)度的能力就是最小的。綜合上述兩方面的原因不難看出,氣泡是最容易發(fā)生局部放電的。
氣泡局部放電幅值取決于兩個(gè)方面,一是氣泡部位電場的強(qiáng)度,我們通俗的理解指的就是電壓強(qiáng)度;二是氣泡數(shù)量以及氣泡的范圍。當(dāng)導(dǎo)電的時(shí)候(局部),存在于這些氣泡附近的電場就會發(fā)生變化,會引導(dǎo)電荷隨之而變,在電場的作用下重新分配,正是因?yàn)殡姾芍匦路峙?,?dǎo)體中產(chǎn)生了局部放電信號,這種信號是一種低幅值的高頻脈沖。局放在絕緣體中發(fā)生的位置決定了局部放電信號的幅值大小,因此我們測量的放電量為視在放電量無法測量實(shí)際放電量。離線測量經(jīng)驗(yàn)表明,氣泡的局部放電的最大值出現(xiàn)在在電壓過零處。離線局部放電測量是在被測量相上施加電壓,非測量相和屏蔽層短接接地。在進(jìn)行離線測量操作的時(shí)候,只會有存在一種電場(即單相電壓),所以我們測量的數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的規(guī)律是成線性的,也就是說這屬于一種線性的電場。不過要注意的是,我們所進(jìn)行的這些試驗(yàn)一定要在持續(xù)通電的情況下進(jìn)行操作,令三相所有電纜都能夠同時(shí)正常通電,那么就可以令三相電壓在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)都能夠運(yùn)行。我們從離線測量的實(shí)例中就能總結(jié)出,這時(shí)的電場并不會再呈現(xiàn)出線性的特點(diǎn),而會產(chǎn)生一種根據(jù)通電頻率發(fā)生變化而變化的電場,而同時(shí)這種電場所發(fā)生的變化是旋轉(zhuǎn)的。因此,缺陷在電纜橫截面中的位置和所承受電壓的相角決定了導(dǎo)體中感應(yīng)的局部放電電流信號的幅值。另外,離線測量時(shí)的電纜只有一相帶電,另外兩相被短接接地,因此只有一個(gè)參考電源相角,而在線測量時(shí)三相電纜帶著三相電壓,各相差120度,有六個(gè)參考相角。
電纜局部放電發(fā)生在電纜絕緣體的氣泡等局部空間內(nèi),這一空間內(nèi)的電場因積累空間電荷將而改變,因此放電是一個(gè)斷續(xù)的過程而出現(xiàn)一系列的放電脈沖。