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局部放電（Partial Discharge，PD）是絕緣材料內部或表面局部區(qū)域的微小擊穿放電現(xiàn)象。持續(xù)的局部放電會導致缺陷區(qū)域的不斷破壞，整體絕緣能力逐漸下降，壽命縮短，更有可能在短時間內造成絕緣擊穿等嚴重事故。因此，局部放電被認為是造成絕緣失效的主要原因之一，也是絕緣劣化的重要宏觀表征。

經(jīng)過數(shù)10年的研究，電氣設備局部放電的測量、診斷及定位方法取得了豐碩的成果。然而，現(xiàn)有局部放電檢測技術仍面臨三個難題。局部放電檢測靈敏度不足。在實驗室條件下，脈沖電流法檢測下限約1pC；而在現(xiàn)場條件下，脈沖電流法將面臨難以克服的電磁干擾問題，難以實現(xiàn)高靈敏度測量。

局部放電缺陷定位準確度不佳。由于局部放電信號檢測靈敏度較低，造成現(xiàn)場檢測信噪比小，且信號的多徑傳播還會造成信號的衰減、畸變和疊加，常常導致放電源定位困難，甚至無法定位。

難以診斷出放電時延較長的局部放電信號。受試驗條件和試驗時間的限制，在出廠試驗和交接試驗中試驗時間較短，一些缺陷的局部放電脈沖間隔較長，不能表現(xiàn)出明顯的放電統(tǒng)計特征，常常導致這些統(tǒng)計時延較長的脈沖被誤判為干擾。尤其是在直流電壓下，沒有交流電壓相位參考，難以準確區(qū)分長間隔放電脈沖和外界干擾，給直流局部放電測量帶來極大困難。

X射線是一種波長極短（0.01～10nm）的電磁波，具有較強的電離能力。在面臨復雜多變的局部放電檢測實際問題時，可以通過選擇特定能量的X射線對絕緣缺陷的局部放電進行激發(fā)，人為影響局部放電的發(fā)生和發(fā)展，降低局部放電的隨機性，從而為解決局部放電檢測難題提供一種思路。

目前，國內外學者對X射線激勵下固體絕緣中微小氣隙等局部放電現(xiàn)象開展了大量研究。1967年，G.Mole等首次將X射線用于33kV金屬封閉母線內部絕緣件放電定位，成功發(fā)現(xiàn)一起絕緣件因局部熔化產(chǎn)生氣泡缺陷的故障。

1988年，加拿大安大略水電局S.Rizzetto、J. M.Braun等首次指出，射線輻照能夠提高固體絕緣氣隙內部有效電子產(chǎn)率，從而在宏觀上減小放電統(tǒng)計時延，使得氣隙放電在較低電壓下變?yōu)橐子谟^察和區(qū)分的連續(xù)性放電。

2013年，ABB瑞士研究中心開發(fā)了一套X射線激勵GIS絕緣子中氣隙放電成套檢測裝置，有效地防止了具有氣隙缺陷的絕緣子進入GIS產(chǎn)品組裝線。ABB對超過20000個絕緣子進行了檢測，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可檢出最小尺寸為0.5mm的制造氣隙缺陷，且可以使得420kV絕緣子的氣隙放電起始電壓降低至120kV。

2015年，東芝公司、日本九州工業(yè)大學探索性地將X射線激勵氣隙放電技術用于環(huán)氧樹脂澆注干式互感器內缺陷定位，該技術通過使用窄射線束準直裝置精確控制照射面積和位置，該方法能夠克服鐵心、繞組等的影響，實現(xiàn)對環(huán)氧樹脂澆注缺陷進行精確檢測。

現(xiàn)有X射線激勵局部放電檢測技術主要用于固體絕緣生產(chǎn)缺陷的檢測，取得了很好的效果。原因是固體絕緣氣隙中的氣體通常是低氣壓空氣，分子個數(shù)少，X射線的電離作用能在初始放電階段提供足夠的有效電子，顯著地促進了氣隙局部放電的產(chǎn)生和發(fā)展。

而對于GIS/GIL內部其他類型典型缺陷，如高壓導體尖刺、懸浮導體或絕緣子沿面等類型的缺陷，正常運行條件下的高氣壓SF6氣體具有很強的電子吸附能力，是否會吸附X射線電離出的自由電子，削弱或抵消X射線的電離作用，導致缺陷局部放電不受外界影響，目前尚缺少相關研究。

新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學）的研究人員張強、張瀚馳、李成榕、馬國明，在2019年第24期《電工技術學報》上撰文（論文標題為“X射線激勵對SF6中直流針尖放電的影響”），針對電氣設備局部放電檢測面臨的難題，探索了X射線激勵對運行條件下GIS/GIL中針尖缺陷放電激發(fā)的可行性，明確了X射線激勵對高氣壓SF6氣體中直流針尖局部放電特征的影響規(guī)律，為X射線激勵下SF6氣體環(huán)境中缺陷的局部放電高靈敏度檢測方法提供基礎。

1）對本文設計的長15mm、曲率半徑為50μm的針尖缺陷，X射線激勵能夠降低正、負極性直流局部放電起始電壓約28.6%和15.6%，即對正極性針尖放電起始電壓降低的程度更大。

2）對本文設計的長15mm、曲率半徑為50μm的針尖缺陷，X射線激勵能夠顯著提高正、負極性放電的脈沖重復率，提高正極性放電脈沖重復率5.3～17.0倍，提高負極性放電脈沖重復率80.4～166.7倍，并相應地降低正負極性針尖放電間隔時間。X射線激勵能夠改變針尖放電特高頻信號的幅值分布，降低正極性放電的特高頻信號幅值約35.3%，有明顯的“抑制”效果，對負極性放電影響較小。

3）X射線的光子能量高于SF6分子的電離能，通過光電效應和康普頓效應分步電離SF6分子，產(chǎn)生額外的自由電子，并克服SF6氣體對自由電子的吸附，產(chǎn)生有效電子參與局部放電，降低放電統(tǒng)計時延，影響放電的發(fā)生和發(fā)展過程。