1.1 局部放電定義

局部放電（簡稱局放）是指僅使導體間的部分絕緣發(fā)生的放電現(xiàn)象，發(fā)生的位置距離導體可能很近，也有可能不是在導體的附近。造成局部放電的原因一般是絕緣體內部或表面的場強畸變，通常局部放電波形是持續(xù)時間<1μS的高頻脈沖。電暈放電是局部放電的一種，它是在導體附近的介質中發(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的氣泡中，或者由于高壓電氣設備的氣體介質、液體介質或固體介質中有尖的突起導致空間電場嚴重畸變。如果局部場強超過放電起始電壓，而且存在自由電子，則會發(fā)生電子崩?？赡苡捎诳涨槐诘谋谌?，或者由于在氣體介質或液體介質中傳播時的空間電荷效應，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，在時空特性上具有微秒級或更短的時間持續(xù)。雖然局部放電持續(xù)時間很短，但是局部放電的高能帶電粒子與直接在導體附近的固體介質或液體介質相互影響，zui終可能導致分子的化學鍵斷裂、化學性質發(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體或終端產(chǎn)生的電荷，或者甚至從更為復雜的角度，波從誘導電荷傳播到局部放電檢測器。在頻率更高時，分立元件這個概念并不一定總能有效的，而實際上分析這類問題時更多的采用偶極子模型或波激勵的概念。

長時間作用下，高能帶電粒子與直接在導體附近的固體介質或液體介質相互影響可能會導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，這種破壞實際上就是一種絕緣“運行老化”。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絕緣老化的一個主要原因。因此，絕緣介質中局部放電檢測和標定是評定絕緣狀態(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（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)生在高壓設備的電氣絕緣中。這種多樣性是由于電氣設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。

加入我們認為放電主要是氣體放電，如上所述，當絕緣中場強超過確定的值并且存在自由電子時，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間比在空氣中短，基于這個特點，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，因此不能檢測真實的電流脈沖信號，所以不能反映出詳細的局放“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的局部放電波形。