在电气设备的绝缘系统中,各部位的电场强度往往是不相等的,当局部区域的电场强度达到该区域的击穿场强时,该区域就会出现放电,但放电并没有贯穿施加电压的两导体之间,即整个绝缘系统尚未击穿,这种现象称之为局部放电。产生局部放电的条件取决于绝缘介质中的电场分布和绝缘的电气物理性能,通常局部放电是在高电场强度下,在绝缘体内电气强度较低的部位发生的。
造成变压器内部电场不均匀的因素很多,概括起来主要有:(1)电气设备的电极系统不对称,如针板、油楔等,以至绝缘体各区域承受的电场不均匀;(2)介质不均匀,如气体一固体复合绝缘、液体一固体复合绝缘,以及固体一固体复合绝缘等,由于交变电场下介质中的电场强度与介电常数成反比,因此介电常数小的介质中的电场强度高于介电常数大的;(3)绝缘体中含有气泡或其他杂质,因为气体的相对介电常数接近与1,固体、液体介质的相对介电常数都要比它大一倍以上,而固体、液体介质的击穿场强一般比气体介质的大几倍到几十倍,因此绝缘体中有气泡是产生局部放电的最普遍原因;(4)高场强中存在电位悬浮的金属体,在该处出现很高的电位差。
变压器的液体一固体的组合绝缘性能比较好,但也难以完全消除微量的气泡,即使在制造已去除了气泡,但在运行过程中,由于热胀冷缩,不同材料特别是导体与介质的膨胀系数不同,也会逐渐出现裂缝;或者在远行中由于有机高分子的老化分解出各种挥发物,这些都可能使绝缘体中出现气泡或气隙而导致局部放电。
局部放电一般不会引起绝缘的贯通性击穿,但是可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。若局部放电长期存在,则在一定条件下可能造成绝缘介质电气强度的降低。因此局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程,对于高压电气设备来说是一种隐患。局部放电的特性一般可与绝缘缺陷相互很好的印证,即根据局部放电特性可以确定电气设备绝缘的局部损坏程度。在某种情况下,绝缘的性能可以按某种最能说明问题的特性来判断,而对于不同设备的绝缘,这些特性可能各不相同。在多数情况下,综合测量各种局部放电特性可以较客观的评价产品的绝缘水平。