所謂局部放電,是指在電場(chǎng)作用下,電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域發(fā)生放電,而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間,即尚未出現(xiàn)擊穿的現(xiàn)象。
產(chǎn)生局部放電的主要原因是電介質(zhì)不均勻,絕緣體各區(qū)域承受的電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻,在某些區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)而發(fā)生放電,而其它區(qū)域仍然保持絕緣的特性。在電氣產(chǎn)品中,常用的固體或液體絕緣總不可能做得十分純凈致密,通常不同程度的包含一些分散性的異物,如各種雜質(zhì)、水分、小氣泡等。有些是在制造過程中造成的,有些是在運(yùn)行中絕緣物的老化、分解等過程中產(chǎn)生的。由于這些異物的電導(dǎo)和介電常數(shù)不同于絕緣物,故在外施電壓作用下,這些雜質(zhì)附近將具有比周圍更高的場(chǎng)強(qiáng)。當(dāng)外施電壓升高到一定程度時(shí),這些部位的場(chǎng)強(qiáng)超過了該處物質(zhì)的游離場(chǎng)強(qiáng),該處就會(huì)產(chǎn)生局部放電。即使在介質(zhì)中不含有異物,只要是介質(zhì)中的電場(chǎng)分布極不均勻的,也可能發(fā)生局部放電。例如埋在絕緣介質(zhì)中的針尖電極或電極表面的毛刺都有可能是產(chǎn)生局部放電的原因。電力設(shè)備中的局部放電雖然僅限于局部范圍,但每一次放電對(duì)絕緣介質(zhì)都會(huì)有一些影響,這樣就會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降。通常,輕微的局部放電對(duì)介質(zhì)的影響較小,絕緣強(qiáng)度的下降過程較緩慢;而強(qiáng)烈的局部放電對(duì)介質(zhì)的影響較大,絕緣強(qiáng)度很快下降,這是造成高壓絕緣損壞的重要因素。隨著局部放電時(shí)產(chǎn)生的電子、離子往復(fù)沖擊絕緣物,會(huì)使絕緣物逐漸分解、破壞。因此,設(shè)計(jì)高壓電力設(shè)備絕緣時(shí),要考慮在長(zhǎng)期工作電壓的作用下,不允許絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生較強(qiáng)烈的局部放電。對(duì)運(yùn)行中的電力設(shè)備要加強(qiáng)測(cè),當(dāng)局部放電超過一定程度時(shí),應(yīng)將設(shè)備退出運(yùn)行,進(jìn)行檢修或更換。
局部放電對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)起著一種侵蝕作用,它對(duì)絕緣的破壞機(jī)理有以下幾個(gè)方面。①帶電粒子(電子、離子等)沖擊絕緣,破壞其分子結(jié)構(gòu),如纖維碎裂,因而絕緣受到損傷;②由于帶電離子的撞擊作用,使該絕緣出現(xiàn)局部溫度升高,從而易引起絕緣的過熱,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)出現(xiàn)碳化;③局部放電產(chǎn)生的臭氧(O3)及氮的氧化物(NO,NO2)會(huì)侵蝕絕緣,當(dāng)遇有水分則產(chǎn)生硝酸,對(duì)絕緣的侵蝕更為劇烈;④在局部放電時(shí),油因電解及電極的肖特基輻射效應(yīng)使油分解,加上油中原來存在些雜質(zhì),故易使紙層處凝集著因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣的油楔處),油泥生成將使絕緣的介質(zhì)損傷角tgδ激增,散熱能力降低,甚至導(dǎo)致熱擊穿的可能性。局部放電的持續(xù)發(fā)展會(huì)使絕緣的劣化損傷逐步擴(kuò)大,最終使絕緣正常壽命縮短、短時(shí)絕緣強(qiáng)度降低,甚至可能使整個(gè)絕緣擊穿。