GIS典型絕緣缺陷的局部放電（diàn）機理（1）

局部放電是電場能以電荷積聚及電子運動的形式積累（lèi）與（yǔ）釋放的過程。長期的運行經驗（yàn）表明，GIs中（zhōng）引發局部放電（diàn）的典型絕（jué）緣缺陷主要有自由金屬微粒、金屬突出物、絕緣（yuán）子氣隙、絕緣子表麵（miàn）金（jīn）屬汙染物、懸浮電極等五（wǔ）種。本文在前人研究的基礎上，詳細分析這五種絕緣缺陷引起的局部放電的機理。

（1）自由金（jīn）屬微粒
電負性是指分子或原子（zǐ）捕獲電子生成負離子的（de）幾率。作（zuò）為一種強電負性氣體，SF6具有明顯捕捉自由電子（zǐ）而形成負（fù）離子並阻止放（fàng）電形（xíng）成的能（néng）力。GIS腔體中的金屬微粒在外電場作用下會釋放電子，成為帶有（yǒu）正電荷的金屬粒子，反過來又影響了GIS腔（qiāng）體內局部電場（chǎng）的分布，引起電場畸變。當電場畸變到（dào）一定程度時，電（diàn）子就會從金屬電極表麵逸出，使SF6氣體發生碰撞電離、熱電離以及（jí）光致電離，在兩電極間(相間或相對地（dì）)形成間歇或連續的局部放（fàng）電通道。帶有正（zhèng）電荷（hé）的粒（lì）子在強電場環境中受到洛淪茲力、庫侖力以（yǐ）及電場梯（tī）度力的作用而（ér）向（xiàng）負極性電極移動（dòng）。如果電場足夠強，自由金屬微粒獲得的能量足夠大，就（jiù）完全有可能越（yuè）過外殼和高壓導體之間的間隙或移動到有損絕緣的（de）地方。當金屬微粒接近而未接觸到高壓導（dǎo）體時，更容易產生局部（bù）放電。自由金屬微粒的另一影響是，當（dāng）運動到絕緣子上而附著於絕緣子（zǐ）表麵時，可能引發絕緣子沿麵閃絡，造成擊穿。
    
在多次自由金屬微粒局部放電檢測試驗中發現，當電壓升高至起始電壓以後，自由金屬微粒產生持續（xù）的較為密集的（de）局部放電（diàn），但在這個電（diàn）壓等級上待續一段時間以後（hòu），局部放電會變得越（yuè）來越少，直至某一較為穩定（dìng）的狀態。根據這（zhè）一現象可以發現，自由金屬（shǔ）微粒在電場力的作用下（xià）會從高（gāo）場強（qiáng）區向低場強區移（yí）動（dòng），即從電場畸（jī）變狀態向電場均勻狀態過渡。當進入低場強區以後（hòu），電場強度不足以使自由金屬微粒繼續移動，但此時它導致的電場畸變程（chéng）度仍然可能產生局部放電，便會穩定在某一相（xiàng）對平衡的（de）狀態。

這種局（jú）部放電主要發（fā）生在工頻電壓（yā）正負半（bàn）波（bō）峰值前的電壓上（shàng）升時刻，在正負極性電壓（yā）下都可能發生，應該以流注與前驅先導放電為主要形式。

（2）金屬突出物
金屬突出物缺陷主要是指在GIS製造、裝配或（huò）檢修過程中在（zài）高壓導（dǎo）體上的金屬突起。在穩態（tài）交流電壓下，在高壓導體突出物附近形（xíng）成高（gāo）場強區，當電場強度達到SF6氣體的擊穿場強則發（fā）生近（jìn）似尖板電極的（de）電暈放電。電（diàn）暈放電在一定程度上改（gǎi）善了間隙中的電場分布，使電場的不均（jun1）勻（yún）程度得到削弱，因此在穩定的（de）電暈放電狀態下，不易引發電極（jí）間的貫通性擊穿。但操作過電壓、雷電過電壓或快速暫態過電壓(Very Fast TransientOvervoltage-VFTO)作用下，不但電場強（qiáng）度（dù）增大（dà），而且電壓變化梯度很大，放電通道可能會發展為（wéi）貫通性擊穿故（gù）障。金屬（shǔ）突起在GIS內導體和外殼內壁均（jun1）有可能出現，但由於GIS外殼的曲率半徑比高壓導體大，高壓導體上的突起物（wù）更容易引發局部放電。

突出物在高壓導體（tǐ）上時，局部放電主要（yào）發生（shēng）在工頻電（diàn）壓的負半周峰（fēng）值附近；突出物（wù）在接地外殼上（shàng）時，局部放電則主要發生在工頻電壓的正半周峰（fēng）值附近。因此，相對於突（tū）出物電極來說（shuō），這（zhè）種局部放（fàng）電主要發生在負極性電（diàn）壓（yā）下，以電暈流注與（yǔ）莖先導放（fàng）電為主（zhǔ）要形式。