在電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中，各部位的電場(chǎng)強(qiáng)度往往是不相等的，當(dāng)局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到電介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，該區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電，但這種放電并沒(méi)有貫穿施加電壓的兩導(dǎo)體之間，即整個(gè)絕緣系統(tǒng)并沒(méi)有擊穿，仍然 保持絕緣性能，這種現(xiàn)象稱為局部放電。發(fā)生在絕緣體內(nèi)的稱為內(nèi)部局部放電；發(fā)生在絕緣體表面的稱為表面局部放電；發(fā)生在導(dǎo)體表面而周圍都是氣體的，可稱之為電暈放電。
局部放電會(huì)逐漸腐蝕、損壞絕緣材料，使放電區(qū)域不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣體擊穿。故必須把局部放電限制在一定水平之下。高壓絕緣設(shè)備都把局部放電的測(cè)量列為檢查產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，產(chǎn)品不但出廠時(shí)要做局 部放電試驗(yàn)，而且在投入運(yùn)行之后還要經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量。
二、局部放電基本物理過(guò)程及其主要技術(shù)參數(shù)
局部放電是一種復(fù)雜的物理過(guò)程，有電、聲、光、熱等效應(yīng)，還會(huì)產(chǎn)生各種生成物。從電氣性能方面分析，產(chǎn)生放電時(shí)，在放電處有電荷交換、有電磁波輻射、有能量損耗。
最明顯的是反映到試品施加電壓的兩端，有微弱的脈 沖電壓出現(xiàn)。如果絕緣中存在有氣泡，當(dāng)工頻高壓施加于絕緣體的兩端時(shí)， 如果氣泡上承受的電壓沒(méi)有達(dá)到氣泡的擊穿電壓，則氣泡上的電壓就隨外加 電壓的變化而變化。若外加電壓足夠高，即上升到氣泡的擊穿電壓時(shí)，氣泡發(fā)生放電，放電過(guò)程使大量中性氣體分子電離，變成正離子和電子或負(fù)離子， 形成了大量的空間電荷，這些空間電荷，在外加電場(chǎng)作用下遷移到氣泡壁上, 形成了與外加電場(chǎng)方向相反的內(nèi)部電壓，這時(shí)氣泡上剩余電壓應(yīng)是兩者疊加的結(jié)果，當(dāng)氣泡上的實(shí)際電壓小于氣泡的擊穿電壓時(shí)，于是氣泡的放電暫停, 氣泡上的電壓又隨外加電壓的上升而上升，直到重新到達(dá)其擊穿電壓時(shí)，又出現(xiàn)第二次放電，如此出現(xiàn)多次放電。
當(dāng)試品中的氣隙放電時(shí)，相當(dāng)于試品失去電荷q并使其端電壓突然下降△U，這個(gè)一般只有微伏級(jí)的電源脈沖疊加在千伏級(jí)的外施電壓上。所有局部放電測(cè)試設(shè)備的工作原理，就是將這 種電壓脈沖檢測(cè)出來(lái)。其中電荷q稱為視在放電量。
三、局部放電測(cè)量的基本回路
如圖所示為測(cè)量局部放電的三種基本回路。圖中C代表試品電容， Z (Z)代表測(cè)量阻抗，Ck代表耦合電容，它的作用是為Cx與Zm之間提供 一個(gè)低阻抗的通道。Z代表接在電源與測(cè)量回路間的低通濾波器，Z可以讓工頻電壓作用到試品上，但阻止被測(cè)的高頻脈沖或電源中的高頻分量通過(guò)。
圖 (a)中，試驗(yàn)電壓U經(jīng)Z施加于試品Cx,測(cè)量回路由Ck與Zm串聯(lián)而成，并與Cx并聯(lián)，因此稱為并聯(lián)測(cè)量回路。試品上的局部放電脈沖經(jīng)Ck 耦合到Zm上,經(jīng)放大器A送到測(cè)量?jī)x器M。這種測(cè)量回路適合于試品一端接地的情況，在實(shí)際工作中應(yīng)用較多。
圖 (b)為串聯(lián)測(cè)量回路，測(cè)量阻抗Zm串聯(lián)接在試品Cx低壓端與地之間，并經(jīng)由Ck形成放電回路。因此， 試品的低壓端必須與地絕緣。
圖 (c)為橋式測(cè)量回路，又稱平衡測(cè)量回路。試品Cx與耦合電容Ck均與地絕緣，測(cè)量阻抗Zm與Zm分別接在Cx 與Ck的低壓端與地之間。
四、局部放電測(cè)量中的抗干擾措施
1.干擾來(lái)源
廣義的電磁干擾除了包括與局放信號(hào)一起通過(guò)電流傳感器進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的干擾以外，還包括影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身的干擾，諸如接地、屏蔽、以及電路處理不當(dāng)所造成的干擾等。現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾特指前者，它可分為連續(xù)的周期型干擾、脈沖型干擾和白噪聲。周期型干擾包括系統(tǒng)高次諧波、載波通訊以及無(wú)線電通訊等。脈沖型干擾分為周期脈沖型干擾和隨機(jī)脈沖型干擾。周期脈沖型干擾主要由電力電子器件動(dòng)作產(chǎn)生的高頻涌流引起。隨機(jī)脈沖型干擾包括高壓線路上的電暈放電、其他電氣設(shè)備產(chǎn)生的局部放電、 分接開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的放電、電機(jī)工作產(chǎn)生的電弧放電、接觸不良產(chǎn)生的懸浮電位放電等。白噪聲包括線圈熱噪聲、地網(wǎng)的噪聲和動(dòng)力電源線以及變壓器繼電保護(hù)信號(hào)線路中耦合進(jìn)入的各種噪聲等。
電磁干擾一般通過(guò)空間直接耦合和線路傳導(dǎo)兩種方式進(jìn)入測(cè)量點(diǎn)。測(cè)量點(diǎn)不同，干擾耦合路徑會(huì)不同，對(duì)測(cè)量的影響也不同；測(cè)量點(diǎn)不同，干擾種類、強(qiáng)度也不相同。
2.常用的抑制干擾方法
干擾的抑制總是從干擾源、干擾途徑、信號(hào)后處理三方面考慮。找出干擾源直接消除或切斷相應(yīng)的干擾路徑，是解決干擾最有效最根本的方法，但要求詳細(xì)分析干擾源和干擾途徑，且一般不允許改變?cè)械淖儔浩鬟\(yùn)行方式， 因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。對(duì)于經(jīng)電流傳感器耦合進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各種干擾，采取各種信號(hào)處理技術(shù)加以抑制。
一般從以下幾方面區(qū) 分局放信號(hào)和干擾信號(hào)；工頻相位、頻譜、脈沖幅度和幅度分布、信號(hào)極性、 重復(fù)率和物理位置等。
在抗干擾技術(shù)中有兩種不同的思路：
一種是基于窄帶 （頻帶一般為10kHz至數(shù)10kHz）信號(hào)的。它通過(guò)合適頻帶的窄帶電流傳感器 和帶通濾波電路拾取信號(hào)，躲過(guò)各種連續(xù)的周期型干擾，提高了測(cè)量信號(hào)的信噪比。這種方法只適合某一具體的變電站，使用上不方便。此外，由于局部放電信號(hào)是一種寬頻帶脈沖，窄帶測(cè)量會(huì)造成信號(hào)波形的失真，不利于后面的數(shù)字處理。
一種是基于寬頻（頻帶一般為10至1000kHz）信號(hào)的處理方 法。檢測(cè)信號(hào)中包含局放的大部分能量和大量的干擾，但信噪比較低。對(duì)于這些干擾的處理步驟一般是：a.抑制連續(xù)周期型干擾；b.抑制周期型脈沖干擾；c.抑制隨機(jī)型脈沖干擾。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及模式識(shí)別方法在局放中 的應(yīng)用，這種處理方法往往能取得較好的效果。在后級(jí)處理中，很多處理方 法是一致的。可歸納為頻域處理和時(shí)域處理方法。頻域方法是利用周期型干擾在頻域上離散的特點(diǎn)處理之；而時(shí)域處理方法是根據(jù)脈沖型干擾在時(shí)域上離散的特點(diǎn)處理。有硬件和軟件兩種實(shí)現(xiàn)方式。
由于局部放電脈沖信號(hào)是很微弱的信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾都將對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差，因此，要做到準(zhǔn)確測(cè)量很困難。為了提高測(cè)量精度， 除了采取上述介紹的抗干擾措施外，在測(cè)量中還應(yīng)可采取如下措施：
試驗(yàn)中所使用的設(shè)備應(yīng)盡量采用無(wú)暈設(shè)備，特別是試驗(yàn)變壓器和耦合電容Ck
濾波器的性能要好，要做到電源與測(cè)量回路的高頻隔離。
試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)盡量選擇在干擾較小的時(shí)段，如夜間等。
測(cè)量回路的參數(shù)配合要適當(dāng)，耦合電容要盡量小于試品電容Cx, 使得在局部放電時(shí)Cx與Ck間能很快地轉(zhuǎn)換電荷。
必須對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。
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