接著上文我們繼續(xù)介紹GIS典型絕緣缺陷的局部放電機理。
（3）絕緣子氣隙
絕緣子氣隙缺陷主要包括絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷和絕緣子與高壓導(dǎo)體交界面的間隙缺陷。絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷通常很小，常常是一些在制造過程中形成但又很難檢測到的缺陷，比如環(huán)氧樹脂在固化過程中的收縮而出現(xiàn)的內(nèi)部空隙。關(guān)于這種局部放電機理的解釋較多，其主要表現(xiàn)形式為流注放電與沿氣隙表面的沿面放電。隨著生產(chǎn)工藝水平以及出廠試驗要求的不斷提高，絕緣子內(nèi)部氣隙出現(xiàn)的可能性很小。
另外，由于裝配誤差、導(dǎo)體的機械運動以及絕緣子與導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)不同等原因，在導(dǎo)體與絕緣子之間可能產(chǎn)生間隙或?qū)与x，它的尺寸和整個高壓導(dǎo)體電極及絕緣子的尺寸相比非常小，可以用平行板或同軸圓柱結(jié)構(gòu)的電極來近似等效。在這個氣隙或間隙處會積聚大量電荷，從而影響了局部電場分析，使此處的電場強度變?yōu)樵瓉淼?epsilon;倍，ε為絕緣子的相對介電常數(shù)，其數(shù)值約為3.5-6，從而可能引起局部放電。同時，積聚的電荷以及局部放電形成的正負(fù)電荷會在電場的作用下漂移到絕緣子表面，使絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓下降。而且絕緣子表面電荷的極性會在電暈起始電壓處發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而使絕緣子的沿面閃絡(luò)發(fā)生如下異?，F(xiàn)象：①絕緣子閃絡(luò)電壓明顯下降；②絕緣擊穿時表現(xiàn)出極性效應(yīng)，即正極性的沖擊擊穿電壓小于負(fù)極性的沖擊擊穿電壓，這與通常GIS中所采用的稍不均勻電場間隙的極性效應(yīng)正好相反；③隨著氣壓的增大，極性效應(yīng)變得更加明顯。GIS實際運行經(jīng)驗表明，這種絕緣缺陷也較為少見。
這種放電的主要表現(xiàn)形式為電暈、流注以及氣隙的沿面放電，正負(fù)極性電壓下都可能發(fā)生，但在負(fù)極性電壓下更容易發(fā)生，嚴(yán)重時可能造成絕緣子的沿面閃絡(luò)。
（4）絕緣子表面金屬污染物
絕緣子的表面污染物缺陷可能是由于局部放電產(chǎn)生的分解物、金屬微?；蛘呓^緣氣體中過多的水氣引起破壞導(dǎo)致的。在現(xiàn)場耐壓及老煉試驗時，閃絡(luò)產(chǎn)生的樹狀放電痕跡在某種情況下也可以被視為絕緣表子表面缺陷。其中危害的金屬微粒，在電場作用下運動并附著于絕緣子表面，導(dǎo)致大量表面電荷的形成，改變了表面電場分布，可能會導(dǎo)致局部放電。局部放電及金屬微粒在固體絕緣子與氣體界面上產(chǎn)生的法向分量上的電場，都會造成絕緣子表面電荷的進一步積聚。在外加電壓與絕緣子積聚的表面電荷極性相反時，絕緣表面電場分布會嚴(yán)重畸變，使沿面閃絡(luò)電壓明顯降低。另外，絕緣子表面的電荷積聚使“臨界波頭時間”向更短波頭方向移動，表面電荷的存在使VFTO作用下沿面閃絡(luò)電壓大大降低，容易引起絕緣擊穿事故。在過電壓及VFTO作用下，絕緣子附著金屬微粒不會在導(dǎo)致閃絡(luò)擊穿前出現(xiàn)局部放電等預(yù)兆現(xiàn)象，而是直接擊穿。
這種局部放電的主要表現(xiàn)形式是以流注電暈以及前驅(qū)先導(dǎo)機理為主的沿面放電，在正負(fù)極性電壓下均可能發(fā)生。
（5）懸浮電極
為了改善危險部位電場分布，GIS內(nèi)部安裝有若干屏蔽電極，其作用相當(dāng)于空氣絕緣中的均壓環(huán)、均壓罩。正常狀態(tài)下，這些屏蔽電極與高壓導(dǎo)體或接地外殼間的接觸良好，但隨著開關(guān)電器的操作產(chǎn)生的機械振動，以及隨時間推移帶來的熱應(yīng)力及老化，可能使一些在最初安裝時接觸良好的屏蔽體接觸不良，從而形成懸浮電極。同時，屏蔽電極或?qū)w連接點機械上的不良接觸又會加劇因靜電力引起的機械振動，從而進一步導(dǎo)致接觸不良。SF6氣體中的懸浮電極在外電場的作用下，會釋放出電子，在其表面積聚正電荷。當(dāng)接觸電阻較小時，懸浮電極會從高壓導(dǎo)體上捕獲電子，使電場能得到釋放；若接觸電阻較大，電荷會越積累越多，進而導(dǎo)致電極附近的電場集中，電場強度增大，直至發(fā)生局部放電；若接觸電阻很大，則可能會引起直接擊穿。
多次試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)懸浮電極的接觸電阻很大時（如距離為0.13mm的SF6間隙或厚度為0.2mm的聚乙烯絕緣紙），并不會產(chǎn)生持續(xù)的局部放電，而是當(dāng)電場強度增大到一定值時，引發(fā)直接擊穿當(dāng)接觸電阻較小時(如靠錫鉑紙的自重敷在高壓導(dǎo)體上)，才會產(chǎn)生持續(xù)的局部放電。因此，懸浮電極局部放電的幅值、頻次主要取決于接觸電阻的大小。
這種局部放電以流注放電或流注直接擊穿為主要表現(xiàn)形式。由于懸浮電極一般接近高壓導(dǎo)體，故多發(fā)生在負(fù)極性電壓下。
綜上所述，GIS不同的絕緣缺陷所引發(fā)的局部放電機理不盡相同，其放電電流及其激發(fā)的電磁波也應(yīng)該不同，從而為基于UHF PD包絡(luò)信號的缺陷類型模式識別奠定了理論基礎(chǔ)。
