局部放电是电气设备内部发生的微小放电现象。该现象尤其容易在绝缘材料老化时出现，可能对电气设备的性能产生 重大影响。例如，当电机、发电机等电气设备的绝缘材料暴露在高电压下时，就可能发生局部放电。反复发生局部放电会 使得绝缘材料逐渐老化，最终可能导致绝缘击穿，引发设备故障。因此，电气设备制造时，需检测局部放电并仅出厂绝缘 性能优良的产品。同时，定期检查绝缘不良情况也至关重要。

本文将围绕局部放电相关的放电现象以及局部放电的检测方法进行说明。

在空气绝缘的电极间施加电压时（Fig.1），会发生多种现象（Fig.2）。初始阶段（0至A区间），电流会随电压升高而 增大。但进入A至B阶段后，由于电子和离子的数量不再变化，电流不再增加。若在该状态下继续升高电压，超过B点后会 产生 “碰撞电离” 现象。这一现象是指电子与空气中的分子发生碰撞，产生新电子的过程。B至C阶段会出现局部放电、 电晕放电等不连续放电，但此时绝缘尚未被击穿。电晕放电是在局部产生强电场的电极附近发生的放电，会伴随声音和微 弱光线。当施加电压超过C点时，会发生火花放电，绝缘进入击穿状态，持续放电。

Fig.1 绝缘电极间的放电现象

Fig.2 局部放电及其他放电类型的电压 - 电流特性

局部放电：在擂钵状凹陷处（气体区域）发生的局部放电。

电晕放电：在局部形成强电场的电极附近发生的放电，会伴随声音和微弱光线。

火花放电：桥接电极间的瞬时放电现象，在不满足电晕产生条件但电压升高时发生。

辉光放电、电弧放电：电压进一步升高导致绝缘击穿，电极间形成连续导电通道的放电现象。

Fig.3是在定子的线圈与铁芯间施加高压交流电时拍摄的照片。用于维持绝缘的绝缘纸发出青白色光芒，这一现象被称为 “局部放电”。该定子虽处于正常状态，但在1.8 kV的电压下检测到了局部放电。

Fig.3 合格产品 - 放电电压 1.8kVrms

另一方面，当定子的绝缘纸处于偏移状态（不良状态）时，在1.3 kV的电压下检测到了 “电晕放电”。绝缘状态恶化后，即使在更低电压下，也可能发生局部放电。

Fig.4 绝缘纸偏移状态 - 放电电压 1.3 kVrms

以电机、变压器等多种用途中使用的漆包线（磁线）为例，探讨局部放电引发的相关问题。漆包线是用固体绝缘材料—— 漆包层包裹铜线制成的绝缘导线（Fig.5）。漆包层内部有时会出现被称为气隙的空隙。

向铜线施加高压后，电场会集中在介电常数较低的气隙区域。由此，气隙内会发生局部放电，绝缘体溶解及的产生导 致绝缘体老化（Fig.6）。这种老化持续发展，最终会引发绝缘击穿（Fig.7）。为在绝缘击穿前及早发现局部放电状态所开 展的测试即为局部放电测试。

变频电机的局部放电测试不仅在研发与评估阶段至关重要，在生产线及维保环节也具有重要意义。在追求高效率的变 频电机系统中，逆变器的开关电压呈现升高趋势。电机将承受超过开关电压两倍的浪涌电压，更容易发生局部放电。由于 局部放电会加速绝缘老化，因此该测试在确保电机可靠性方面不可或缺。

HIOKI 局部放电检测仪ST4200 能够检测出可能导致绝缘击穿的潜在不良部位所发生的局部放电。电机的匝间测试 是针对浪涌电压的耐受试验，因此采用脉冲电压进行（Fig.7）。另一方面，相间及各相-铁芯间的试验则使用交流高压 （Fig.8）。ST4200 是一款可单机完成这两种测试的局部放电检测仪。

局部放电是提升电气设备可靠性的关键。若想进一步了解试验方法及应用方式，欢迎一并阅读相关文章。

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