在高壓開(kāi)關(guān)柜中，SF6氣體充滿內(nèi)部腔體充當(dāng)絕緣介質(zhì)，在局部放電故障中，除少數(shù)絕緣子出現(xiàn)氣隙缺陷造成放電外，大部分的局部放電現(xiàn)象都發(fā)生在SF6氣體中，其主要機(jī)理是氣體介質(zhì)出現(xiàn)了帶電的質(zhì)點(diǎn)，由于帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生、消失是一個(gè)過(guò)程，只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)引起的電場(chǎng)強(qiáng)度增加到一定程度后，才會(huì)釋放能量引發(fā)局部放電。在高壓開(kāi)關(guān)柜的SF6氣體中，帶電的質(zhì)點(diǎn)是氣體分子在電離過(guò)程中產(chǎn)生的，包括碰撞引起的電力、光電效應(yīng)引起的離和熱電離。

在高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部，電場(chǎng)是類似同軸圓柱電極或者雙圓柱電極分布的，內(nèi)、外兩個(gè)電極的曲率半徑相當(dāng)，內(nèi)外電極間的距離一般在幾十到上百毫米左右，在絕緣性能良好的情況下，高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部電場(chǎng)是一個(gè)基本均勻的電場(chǎng)。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部出現(xiàn)絕緣缺陷時(shí)，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部電場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)畸變，在部分區(qū)域電場(chǎng)將相對(duì)集中，會(huì)出現(xiàn)極不均勻的電場(chǎng)。在極不均勻的電場(chǎng)中有可能出現(xiàn)放電，這一過(guò)程分為電暈放電、先導(dǎo)放電和主放電等三個(gè)不同的階段，放電過(guò)程是逐級(jí)發(fā)展的。當(dāng)SF6氣體間隙上存在的電場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)集中區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度有可能大于局部放電的臨界場(chǎng)強(qiáng)Ecr/p=89kV/(MPa2mm)，此時(shí)由負(fù)離子產(chǎn)生的電子逐漸增加，會(huì)導(dǎo)致電子崩現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)電子崩的前端集聚了大量電子和離子時(shí)，這一區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度將進(jìn)一步增強(qiáng)，氣體分子電離及復(fù)合會(huì)加劇，同時(shí)產(chǎn)生大量光子，氣體在光子作用下會(huì)出現(xiàn)光致電離，形成比較復(fù)雜的流注放電現(xiàn)象。

當(dāng)pd值大于1MPa2mm時(shí)(此時(shí)p的取值對(duì)應(yīng)高壓開(kāi)關(guān)柜中氣體壓力0.4-0.8MPa，距離d的取值范圍在1.25-2.5mm)，氣體間隙的擊穿過(guò)程就是SF6氣體間隙先導(dǎo)電流形成、發(fā)展的過(guò)程。此時(shí)局部放電的過(guò)程分為三個(gè)過(guò)程，分別是流注電暈的爆發(fā)、流注電流向先導(dǎo)電流的轉(zhuǎn)變、先導(dǎo)電流的發(fā)展和擊穿。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜中場(chǎng)強(qiáng)集中區(qū)域的流注電暈發(fā)展到一定程度時(shí)，電暈的形狀接近橢球體，在電暈中存在大量空間電荷，將導(dǎo)致電暈外的電場(chǎng)出現(xiàn)畸變，會(huì)對(duì)電場(chǎng)產(chǎn)生一定的減弱效應(yīng)，此時(shí)放電區(qū)域內(nèi)的電子將迅速附著于SF6氣體分子上，放電區(qū)域內(nèi)將形成正、負(fù)空間電荷，流注電暈產(chǎn)生的電流將持續(xù)向電離區(qū)域注入能量，流注電暈將逐漸向先導(dǎo)電流轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中有兩種運(yùn)動(dòng)：第一，隨著電暈電流向流注區(qū)域注入能量的不斷增加，將引起放電區(qū)域氣體的熱膨脹；第二，放電區(qū)域內(nèi)的正負(fù)離子，會(huì)出現(xiàn)向相反方向的緩慢移動(dòng)。

基于這兩種不同的運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生兩種放電，分別是莖先導(dǎo)放電和前驅(qū)機(jī)理放電。在高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部，形成一個(gè)先導(dǎo)區(qū)域后，在先導(dǎo)區(qū)前部出現(xiàn)的流注電暈經(jīng)過(guò)一定的時(shí)延，將逐漸由流注轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)，會(huì)形成一段新的先導(dǎo)區(qū)域，新先導(dǎo)在頭部又會(huì)出現(xiàn)流注電暈，這一過(guò)程在放電區(qū)域?qū)⒎磸?fù)進(jìn)行，先導(dǎo)將逐漸向前方發(fā)展，最終先導(dǎo)會(huì)觸及對(duì)面的電極，導(dǎo)致氣體被擊穿。在上述放電過(guò)程中，流注電暈轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo)是核心步驟，這一過(guò)程會(huì)受到莖先導(dǎo)機(jī)理和前驅(qū)機(jī)理的影響。其中，莖先導(dǎo)機(jī)理指己經(jīng)形成流注電暈后，電暈產(chǎn)生的電流持續(xù)向流注區(qū)域注入能量，通道區(qū)域因能量的注入溫度升高，出現(xiàn)熱膨脹，氣體的密度逐步降低、臨界場(chǎng)強(qiáng)下降，先導(dǎo)前方將出現(xiàn)流注電暈，逐漸發(fā)展為新的先導(dǎo)區(qū)域，最終形成貫通擊穿。

在SF6氣體區(qū)域放電逐漸發(fā)展的過(guò)程中，如果外加的電壓、電場(chǎng)和氣體壓力等要素?zé)o法滿足先導(dǎo)發(fā)展的條件，就不會(huì)出現(xiàn)擊穿貫通，放電現(xiàn)象將停止。需要注意的時(shí)，此時(shí)雖然沒(méi)有出貫通性擊穿，但局部放電己經(jīng)表明高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部存在絕緣缺陷，需要重視并加以解決。