局部放電（Partial Discharge, PD）是電力設備絕緣系統中常見的現象，它是指在絕緣體內部、表面或其周圍介質中發生的，但尚未完全擊穿兩個電極之間絕緣的放電。雖然放電強度不大，但其長期作用會對絕緣造成累積性損害，最終可能導致設備故障。理解局部放電的成因，是預防和診斷電力設備絕緣問題的關鍵。

局部放電的五大常見成因

局部放電的發生通常與絕緣材料的不均勻性、應力集中以及外部環境因素緊密相關。以下是主要的幾種原因：

1. 內部空隙或氣泡（Internal Voids or Bubbles）

這是最常見的局部放電原因之一。在固體絕緣材料的制造、安裝或長期運行過程中，可能會形成微小的空隙、氣泡或夾雜物。這些空隙內部的氣體（如空氣）的介電常數遠低于固體絕緣材料。當電場作用于絕緣體時，電場強度會在這些空隙中高度集中。一旦空隙中的電場強度達到氣體的擊穿電壓，就會發生放電。這種放電會電離氣體，產生光、熱、聲音和化學產物，持續侵蝕周圍的固體絕緣，使其逐漸碳化、劣化。

2. 絕緣表面放電（Surface Discharges）

絕緣材料的表面如果存在污穢、潮濕、裂紋、水膜或不平整的邊緣，就可能發生表面放電。這些不潔凈或受損的表面會降低絕緣強度，導致電場沿表面切線方向擊穿。例如，戶外絕緣子表面積聚的灰塵和鹽霧，在潮濕環境下會形成導電層，引發閃絡放電。

3. 懸浮電位放電（Floating Potential Discharges）

當絕緣系統內部存在未接地的導體或金屬異物時，這些物體在電場作用下會積累電荷，形成一個“懸浮電位”。一旦其上的電荷積累到一定程度，就會與附近的接地部分或帶電體之間發生放電。這種情況常發生于電纜附件、GIS（氣體絕緣開關設備）或變壓器繞組中的金屬碎片。

4. 尖端放電（Corona Discharges）

尖端放電主要發生在電場高度不均勻的區域，例如高壓導體邊緣、接頭或金具上的尖銳突起處。在這些尖銳的邊緣，電場強度會局部急劇增高，導致周圍空氣電離，形成可見的光暈和嘶嘶聲。雖然冠放本身不直接損害固體絕緣，但它會產生臭氧、氮氧化物等腐蝕性氣體，長期作用下會加速絕緣材料的老化。

5. 絕緣老化與劣化（Insulation Aging and Degradation）

電力設備長期運行過程中，絕緣材料會受到電場、溫度、機械應力、潮氣和化學腐蝕等因素的綜合作用，發生物理和化學變化，導致其介電性能逐漸下降。絕緣老化會形成微裂紋、空隙或產生新的導電通路，從而為局部放電的發生創造條件。例如，電纜的“水樹”現象就是絕緣劣化的典型表現，它會導致局部電場集中并最終引發放電。

局部放電是電力設備絕緣劣化的重要標志，它的發生原因復雜多樣，通常是多種因素綜合作用的結果。通過定期進行局部放電試驗，并結合對這些潛在原因的深入理解，能夠幫助我們更準確地診斷絕緣缺陷，采取有效的預防和維護措施，從而確保電力設備的安全穩定運行，延長其使用壽命。