1.1 局部放電定義

局部放電（簡稱局放）是指僅使導(dǎo)體間的部分絕緣發(fā)生的放電現(xiàn)象，發(fā)生的位置距離導(dǎo)體可能很近，也有可能不是在導(dǎo)體的附近。造成局部放電的原因一般是絕緣體內(nèi)部或表面的場強(qiáng)畸變，通常局部放電波形是持續(xù)時(shí)間<1μS的高頻脈沖。電暈放電是局部放電的一種，它是在導(dǎo)體附近的介質(zhì)中發(fā)生的。并不是所有的局部放電都是電暈放電，局部放電還有其它表現(xiàn)形式。局部放電經(jīng)常發(fā)生在固體的孔隙或者液體介質(zhì)的氣泡中，或者由于高壓電氣設(shè)備的氣體介質(zhì)、液體介質(zhì)或固體介質(zhì)中有尖的突起導(dǎo)致空間電場嚴(yán)重畸變。如果局部場強(qiáng)超過放電起始電壓，而且存在自由電子，則會發(fā)生電子崩。可能由于空腔壁的壁全效應(yīng)，或者由于在氣體介質(zhì)或液體介質(zhì)中傳播時(shí)的空間電荷效應(yīng)，這樣的電子崩止于局部放電。局部放電的過程是有局限的，而且具有暫態(tài)的性質(zhì)，在時(shí)空特性上具有微秒級或更短的時(shí)間持續(xù)。雖然局部放電持續(xù)時(shí)間很短，但是局部放電的高能帶電粒子與直接在導(dǎo)體附近的固體介質(zhì)或液體介質(zhì)相互影響，zui終可能導(dǎo)致分子的化學(xué)鍵斷裂、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，燒灼絕緣材料。

重要的是，我們檢測得到的并不是真正的局部放電，它是局部放電在靠近導(dǎo)體或終端產(chǎn)生的電荷，或者甚至從更為復(fù)雜的角度，波從誘導(dǎo)電荷傳播到局部放電檢測器。在頻率更高時(shí)，分立元件這個(gè)概念并不一定總能有效的，而實(shí)際上分析這類問題時(shí)更多的采用偶極子模型或波激勵的概念。

長時(shí)間作用下，高能帶電粒子與直接在導(dǎo)體附近的固體介質(zhì)或液體介質(zhì)相互影響可能會導(dǎo)致全部絕緣的介電性能而受到破壞，假如局部放電是連續(xù)發(fā)生的，則這種破壞將具有累積效應(yīng)，這種破壞實(shí)際上就是一種絕緣“運(yùn)行老化”。雖然造成絕緣老化過程有其它原因，但局部放電是引起介質(zhì)絕緣老化的一個(gè)主要原因。因此，絕緣介質(zhì)中局部放電檢測和標(biāo)定是評定絕緣狀態(tài)的必然要求。

1.2 局部放電過程

伴隨著每次局部放電現(xiàn)象，放電效應(yīng)（比如電流波形等）取決于絕緣材料和空間電場的情況，這些放電效應(yīng)為表示局部放電特性提供了一些可能的方法。

局部放電的過程是很多樣的，局部放電發(fā)生在高壓設(shè)備的電氣絕緣中。這種多樣性是由于電氣設(shè)備中所用的絕緣材料范圍很大，在特定的系統(tǒng)中空隙或界面的幾何形狀是區(qū)別很大的。放電通常在氣體介質(zhì)中發(fā)生，這可能在單純的氣體中發(fā)生，如空氣和SF6也可能是在固體絕緣含有的氣隙中發(fā)生。它還可能在液體介質(zhì)中的氣泡中發(fā)生，產(chǎn)生氣泡的原因是液體自身氣化或其中的水分氣化。但是即使局部放電通常被看作是氣體放電，在固體和液體介質(zhì)中也可能會發(fā)生電子崩，在初始電子崩發(fā)生之后，有可能會形成空腔包含的蒸汽或者等離子體，促成再次氣體放電的條件。

加入我們認(rèn)為放電主要是氣體放電，如上所述，當(dāng)絕緣中場強(qiáng)超過確定的值并且存在自由電子時(shí)，放電就會發(fā)生。氣體放電表現(xiàn)形式多樣（例如輝光放電、流注、Townsend和先導(dǎo)放電）。發(fā)生哪一種放電取決于電場分布、氣體類型、固體材料的表面狀態(tài)，這些因素將決定所產(chǎn)生的電流脈沖的形狀。例如在SF6氣體中，電流脈沖波形的上升沿時(shí)間比在空氣中短，基于這個(gè)特點(diǎn)，可用于表征放電。

傳統(tǒng)局放測量系統(tǒng)的上限頻率在0.5-1.0MHz，因此不能檢測真實(shí)的電流脈沖信號，所以不能反映出詳細(xì)的局放“指紋圖”，但隨著現(xiàn)代化的高頻天線、電流變換器或羅可夫斯基線圈傳感器的研制，使分析局部放電信號中的高頻分量變成了可能，所以能夠得到更為詳細(xì)的局部放電波形。