局部放電發(fā)生原因 - 揭示電力設(shè)備絕緣缺陷的根源

局部放電（Partial Discharge, PD）是電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)中常見的現(xiàn)象，它是指在絕緣體內(nèi)部、表面或其周圍介質(zhì)中發(fā)生的，但尚未完全擊穿兩個電極之間絕緣的放電。雖然放電強(qiáng)度不大，但其長期作用會對絕緣造成累積性損害，最終可能導(dǎo)致設(shè)備故障。理解局部放電的成因，是預(yù)防和診斷電力設(shè)備絕緣問題的關(guān)鍵。

局部放電的五大常見成因

局部放電的發(fā)生通常與絕緣材料的不均勻性、應(yīng)力集中以及外部環(huán)境因素緊密相關(guān)。以下是主要的幾種原因：

1. 內(nèi)部空隙或氣泡（Internal Voids or Bubbles）

這是最常見的局部放電原因之一。在固體絕緣材料的制造、安裝或長期運(yùn)行過程中，可能會形成微小的空隙、氣泡或夾雜物。這些空隙內(nèi)部的氣體（如空氣）的介電常數(shù)遠(yuǎn)低于固體絕緣材料。當(dāng)電場作用于絕緣體時，電場強(qiáng)度會在這些空隙中高度集中。一旦空隙中的電場強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿電壓，就會發(fā)生放電。這種放電會電離氣體，產(chǎn)生光、熱、聲音和化學(xué)產(chǎn)物，持續(xù)侵蝕周圍的固體絕緣，使其逐漸碳化、劣化。

2. 絕緣表面放電（Surface Discharges）

絕緣材料的表面如果存在污穢、潮濕、裂紋、水膜或不平整的邊緣，就可能發(fā)生表面放電。這些不潔凈或受損的表面會降低絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)致電場沿表面切線方向擊穿。例如，戶外絕緣子表面積聚的灰塵和鹽霧，在潮濕環(huán)境下會形成導(dǎo)電層，引發(fā)閃絡(luò)放電。

3. 懸浮電位放電（Floating Potential Discharges）

當(dāng)絕緣系統(tǒng)內(nèi)部存在未接地的導(dǎo)體或金屬異物時，這些物體在電場作用下會積累電荷，形成一個“懸浮電位”。一旦其上的電荷積累到一定程度，就會與附近的接地部分或帶電體之間發(fā)生放電。這種情況常發(fā)生于電纜附件、GIS（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）或變壓器繞組中的金屬碎片。

4. 尖端放電（Corona Discharges）

尖端放電主要發(fā)生在電場高度不均勻的區(qū)域，例如高壓導(dǎo)體邊緣、接頭或金具上的尖銳突起處。在這些尖銳的邊緣，電場強(qiáng)度會局部急劇增高，導(dǎo)致周圍空氣電離，形成可見的光暈和嘶嘶聲。雖然冠放本身不直接損害固體絕緣，但它會產(chǎn)生臭氧、氮氧化物等腐蝕性氣體，長期作用下會加速絕緣材料的老化。

5. 絕緣老化與劣化（Insulation Aging and Degradation）

電力設(shè)備長期運(yùn)行過程中，絕緣材料會受到電場、溫度、機(jī)械應(yīng)力、潮氣和化學(xué)腐蝕等因素的綜合作用，發(fā)生物理和化學(xué)變化，導(dǎo)致其介電性能逐漸下降。絕緣老化會形成微裂紋、空隙或產(chǎn)生新的導(dǎo)電通路，從而為局部放電的發(fā)生創(chuàng)造條件。例如，電纜的“水樹”現(xiàn)象就是絕緣劣化的典型表現(xiàn)，它會導(dǎo)致局部電場集中并最終引發(fā)放電。

局部放電是電力設(shè)備絕緣劣化的重要標(biāo)志，它的發(fā)生原因復(fù)雜多樣，通常是多種因素綜合作用的結(jié)果。通過定期進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，并結(jié)合對這些潛在原因的深入理解，能夠幫助我們更準(zhǔn)確地診斷絕緣缺陷，采取有效的預(yù)防和維護(hù)措施，從而確保電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長其使用壽命。