GIS局部放电基本理论

当GIS绝缘体中局部区域的电场强度达到击穿场强时，该区域就发生放电，即局部放电。而这种绝缘系统内部发生局部放电的机理通常可以用电子碰撞电离理论和流注放电理论来描述。

1）电子碰撞电离理论：在电场中被加速的自由电子与气体中性分子碰撞，当电子的动能足够高时，就会使中性分子激发出电子，形成新的自由电子和正离子，新的自由电子和原来的自由电子在电场下继续加速，并和其他的中性分子碰撞，又可能激发出新的自由电子。这样自由电子数将会成倍地增长，形成电子雪崩。当满足自持放电条件y(e'd-1)=1时(Y为正离子引起的次级电子发射系数、a是体积电离系数、d电子运动距离)，就发生持续的局部放电。该放电过程较慢(一般为几十个ns)，放电量较小。

2）流注放电理论：在气隙放电中，除了电子碰撞电离外，光致电离对放电的发展起了主要作用。当电场足够高时，先是电子碰撞电离而形成电子雪崩，称为初崩。在电子雪崩中，电子集中在崩头，加强了崩头到阳极附近的场强。正离子集中在崩尾，加强了崩尾到阴极附近的场强。在电子崩的中部近似为等离子区，该区域内电场很弱，当离子、电子的浓度很离时，就会产生复合而放出光子，光子进入电子崩的两端高场强区中，很快就会激发中性分子电离，放出电子并产生二次电子雪崩。二次电子雪崩和初始电子雪崩汇合，很快扩大等离子区，当这等离子区贯穿两个电极时，就出现气体放电。沿着狭窄的等离子通道放电，形成流注放电。由于光致电离的放电速度比电子碰撞电离的速度快，所以流注放电比单靠电子碰撞电离的放电速度要快，一般为几个ns，且放电量较大。通过导电通道的形成，整个绝缘距离被击穿。

两种放电波形如图所示：

气体放电波形示意图