局部放电的机理及检测方法

电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电。这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短（路桥）接而不形成导电通道为限。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。

一． 局部放电产生的原因

局部放电可以发生在绝缘结构内部气泡中、油膜中或导体(电极)的边缘上，而成为内部放电(气体或油)、表面放电、电晕放电等形式，因此，电晕是比局部放电狭义的放电，但在电极间都不会形成通道。局部放电对于高压电工产品往往是很难避免的。这是由于绝缘材料或绝缘结构在制造过程中常常包含一部分比固体绝缘介质容易击穿的气隙或油膜。例如浇注变压器和互感器、塑料电缆、胶纸套管，在制造过程中不可避免地夹杂着气泡，在高压电器的油浸绝缘中，纸层间存在着油膜。空气与矿物油的介电常数比固体介质低，因而在电场作用下，常承受比固体介质更高的场强，而空气与油的击穿强度又低于固体介质，因此，当外加电压升高到一定值时，会造成空气或油的局部击穿而产生绝缘的局部放电。此外，由于电极边缘电场比较集中，边缘处电场强度特别高，如套管电极的边缘，高压电机线圈的出槽口等容易产生放电，胶纸套管、高压电机的绕组在工作电压下常出现局部放电。高压电缆、高压电容器在设计制造中，工作场强一般低于油纸绝缘的起始放电场强。但是，在电场作用下，绝缘纸因受高能量带电质点的撞击而老化。开始时，气体可以被吸收，但使用时间长了会形成气泡，发生局部放电。

局部放电主要是在交流正弦电压下产生的，直接危害着绝缘的正常运行，其它如雷电过电压、操作过电压，因其时1司历程短，出现机率少，不足以引起大的放电危害。直流电压下，因放电出现的重复率比交流电压低得多，故不为人们重视。直流电压时，浸渍纸电缆的放电重复率要达到交流电压时出现的放电重复率时，其放电电压约为交流电的6倍～11倍，其原因在于在交流电压下的放电重复率要比直流电压时高得多，因而其危害严重。尖端处或电极边缘处的电晕放电大多暴露在空气中，对介质的破坏要根据电晕是否与材料接触而异，若不与材料直接接触，则是间接的与所生成的臭氧或其它腐蚀性生成物引起的。

二． 绝缘材料放电破坏的发展过程

人们在对聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟烯和玻璃等塑料中的内部放电引起的损坏进行研究后，得出塑料(绝缘介质)由于内部放电引起损坏的三个发展阶段：

第一阶段，少数电子残留在表面内层，使接踵而来的放电所形成的离子不致于与之中和，这类电荷密集在介质内形成高磁场，有时达到固有击穿强度并造成表面局部击穿。

第二阶段，放电电荷在邻近空隙边缘外密集，并在此处生成许多深窝。随着窝的继续增长，放电能量也随之增大。有时会出现表面碳化。

第三阶段，窝顶部电场的电场强度由于在其周围电场集中，在几微米的距离内，其值接近介质的固有击穿强度，在此阶段内介质击穿，在新窝又引起电场集中，狭窄的通道迅速地穿通介质，导致全部击穿。

三． 常见的几种局部放电检测方法

1．超声检测法

用固定在变压器油枕壁上的超声传感器可以接受到变压器内部局部放电产生的超声波，由此来检测局部放电的大小及位置。通常采用的超声波传感器是压电传感器，选用的频率范围为7O—l50KHz，目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声法受电气干扰小以及它在局部放电定位上的广泛应用，人们对超声法的研究较为深入。但变压器内