局部放電最常見(jiàn)也是最容易模擬的放電形式是絕緣介質(zhì)內(nèi)部的單氣隙放電，其放電情況如圖1.1(a)時(shí)所示。圖中c是絕緣介質(zhì)內(nèi)部由于工藝缺陷或者老化形成的氣隙，b是絕緣內(nèi)部與c分壓的部分介質(zhì)，可視作與b串聯(lián)，a是絕緣完好的部分，通常承受電壓與b，c總電壓相同。
單氣隙局部放電示意圖
用交流電場(chǎng)下的平行板電極來(lái)模擬局部放電時(shí)，可以用圖1.1(b)所示的等效電路來(lái)分析整個(gè)放電過(guò)程。圖中δ是氣隙厚度，d表示整個(gè)介質(zhì)的厚度，Ra、Ca、Rb、Cb、Rc、Cc分別表示相應(yīng)部分的電阻和電容。從等效電路可知，氣隙上與介質(zhì)b上的電壓之比與它們的電容值之比相反，并且由于氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)一般遠(yuǎn)小于固體擊穿場(chǎng)強(qiáng)，因此當(dāng)氣隙上的電壓隨外施電場(chǎng)升高而達(dá)到氣隙放電電壓時(shí)，氣隙會(huì)首先發(fā)生放電擊穿，使得氣隙上的電壓突降，但氣隙以外的部分則會(huì)繼續(xù)保持絕緣，因此兩電極之間并不存在貫通性放電通道，這種放電就被稱為局部放電。常用的電氣設(shè)備中，使用的固體或液體絕緣介質(zhì)經(jīng)常會(huì)不同程度的摻雜著一些雜質(zhì)，如水分、氣泡等，這些雜質(zhì)是由于工藝精度、制造缺陷和設(shè)備運(yùn)行老化等產(chǎn)生的，使得介質(zhì)不可能擁有非常高的純度。由于絕緣介質(zhì)和雜質(zhì)之間電導(dǎo)率和介電常數(shù)的不同，當(dāng)存在外加電壓時(shí)，分壓作用會(huì)使得雜質(zhì)附近承受更高的場(chǎng)強(qiáng)，在外加電壓的作用下，雜質(zhì)部位更容易達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)，從而引起局部放電。局部放電并不一定需要由雜質(zhì)引起，其根本原因是介質(zhì)中的極不均勻電場(chǎng)，只要由于某種原因使電場(chǎng)分布極不均勻，就有可能引起局部放電。
目前的局部放電理論還很不完善，實(shí)際應(yīng)用中還沒(méi)有計(jì)算公式能夠準(zhǔn)確地計(jì)算擊穿電壓。目前學(xué)術(shù)界普遍采用湯遜氣體放電理論和流注放電理論來(lái)解釋電氣系統(tǒng)中的局部放電。
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