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，正負極性電壓下都可能發(fā)生，但在負極性電壓下更容易發(fā)生，嚴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、金屬微粒或者絕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。其中危害最大的金屬微粒，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，而是當電場強度增大到一定值時，引發(fā)直接擊穿當接觸電阻較小時(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)。