赵福泉 刘怀东 贾豪威

（1.中国科学院上海高等研究院 2.河西学院 3.中国铁路郑州局集团有限公司郑州东高铁基础设施段）

0 引言

绝缘材料如果较长时间处于粒子轰击、X射线等作用下，容易使高聚物裂解，造成内部和表面的侵蚀以及变质；同时由于制造工艺的不尽完善，或者绝缘材料吸收空气中水分等，都会造成绝缘材料中形成内部杂质空间。内部杂质空间介质的介电常数往往小于绝缘材料的介电常数。内部杂质空间介质就会承受巨大的电场强度，造成局部放电。局部放电与绝缘材料的劣化过程密切相关，是绝缘劣化的因素和征兆。绝缘材料的劣化造成局部放电，局部放电的持续发展又会进一步造成绝缘劣化、寿命缩短、短时绝缘强度的降低、甚至是绝缘击穿。因此局部放电是评估绝缘状态的有效方法之一。

1 局部放电的过程

一般情况下，绝缘材料中的杂质呈现夹层式极化，如图1所示，选取一块绝缘材料的截面，外加电场方向垂直于夹层方向，杂质的相对介电常数为ε1，绝缘材料相对介电常数为ε2，ε1＜ε2。电场的分布和介质的介电常数成反比。就一般的杂质而言，比如气泡，固体的介电常数远远大于气体的介电常数时，气泡承受的电场强度相比于固体绝缘材料的电场强度要大好几倍。同时，气体的耐电强度又比固体绝缘低，所以气泡部位非常容易发生局部放电。

图1 试品样式

当外施电压u加在绝缘体两端，外施电压值小于气隙的击穿电压ust时，气隙两端的电压和外施电压保持一致，并跟随外施电压的变化；……