电缆绝缘中的气隙缺陷是引起局部放电和电缆绝缘劣化的重要缺陷之一,因此有必要深入了解其局部放电特性,为电缆绝缘寿命评估提供依据。
使用固体绝缘的电工产品在制造过程中,绝缘材料中难免存在气隙。电缆绝缘中产生气隙的原因有很多,包括在绝缘材料的使用中,有机材料发生固化或裂解而释放出气体;在产品制造过程中,残留在绝缘结构中的气体;在绝缘材料使用过程中,承受如震动、热胀冷缩等造成的局部开裂的机械应力。
球型气隙表面上的电位是连续变化的,但上半球表面和下半球表面并不是等电位球面,气隙内场强的大小会随着气隙大小、形状和位置的变化而变化。一般情况下,气体的介电常数比固体介质的介电常数小,因此在工频电场下气隙中的电场强度比固体介质高,而另一方面气体的击穿场强一般比固体的击穿场强低,因此在外施电压足够高时,气隙会首先发生局部放电,并伴有温度升高和产生气体等现象。温度的升高会是周围绝缘材料热老化,产生的气体增加了气隙中的压力,在电、热和压力的共同作用下,绝缘介质会沿着薄弱方向开裂,最终形成放电通道。