局部放电发生原因 - 揭示电力设备绝缘缺陷的根源

局部放电（Partial Discharge, PD）是电力设备绝缘系统中常见的现象，它是指在绝缘体内部、表面或其周围介质中发生的，但尚未完全击穿两个电极之间绝缘的放电。虽然放电强度不大，但其长期作用会对绝缘造成累积性损害，最终可能导致设备故障。理解局部放电的成因，是预防和诊断电力设备绝缘问题的关键。

局部放电的五大常见成因

局部放电的发生通常与绝缘材料的不均匀性、应力集中以及外部环境因素紧密相关。以下是主要的几种原因：

1. 内部空隙或气泡（Internal Voids or Bubbles）

这是最常见的局部放电原因之一。在固体绝缘材料的制造、安装或长期运行过程中，可能会形成微小的空隙、气泡或夹杂物。这些空隙内部的气体（如空气）的介电常数远低于固体绝缘材料。当电场作用于绝缘体时，电场强度会在这些空隙中高度集中。一旦空隙中的电场强度达到气体的击穿电压，就会发生放电。这种放电会电离气体，产生光、热、声音和化学产物，持续侵蚀周围的固体绝缘，使其逐渐碳化、劣化。

2. 绝缘表面放电（Surface Discharges）

绝缘材料的表面如果存在污秽、潮湿、裂纹、水膜或不平整的边缘，就可能发生表面放电。这些不洁净或受损的表面会降低绝缘强度，导致电场沿表面切线方向击穿。例如，户外绝缘子表面积聚的灰尘和盐雾，在潮湿环境下会形成导电层，引发闪络放电。

3. 悬浮电位放电（Floating Potential Discharges）

当绝缘系统内部存在未接地的导体或金属异物时，这些物体在电场作用下会积累电荷，形成一个“悬浮电位”。一旦其上的电荷积累到一定程度，就会与附近的接地部分或带电体之间发生放电。这种情况常发生于电缆附件、GIS（气体绝缘开关设备）或变压器绕组中的金属碎片。

4. 尖端放电（Corona Discharges）

尖端放电主要发生在电场高度不均匀的区域，例如高压导体边缘、接头或金具上的尖锐突起处。在这些尖锐的边缘，电场强度会局部急剧增高，导致周围空气电离，形成可见的光晕和嘶嘶声。虽然冠放本身不直接损害固体绝缘，但它会产生臭氧、氮氧化物等腐蚀性气体，长期作用下会加速绝缘材料的老化。

5. 绝缘老化与劣化（Insulation Aging and Degradation）

电力设备长期运行过程中，绝缘材料会受到电场、温度、机械应力、潮气和化学腐蚀等因素的综合作用，发生物理和化学变化，导致其介电性能逐渐下降。绝缘老化会形成微裂纹、空隙或产生新的导电通路，从而为局部放电的发生创造条件。例如，电缆的“水树”现象就是绝缘劣化的典型表现，它会导致局部电场集中并最终引发放电。

局部放电是电力设备绝缘劣化的重要标志，它的发生原因复杂多样，通常是多种因素综合作用的结果。通过定期进行局部放电试验，并结合对这些潜在原因的深入理解，能够帮助我们更准确地诊断绝缘缺陷，采取有效的预防和维护措施，从而确保电力设备的安全稳定运行，延长其使用寿命。