我国经济的持续发展，城市建设的飞速发展，对于配电网的要求也越来越高，同时对配电网的开关设备要求也越来越高。随着技术的进步和工艺手段的提高，开关设备的绝缘材料也有了较大的发展，从最初的陶瓷、空气、变压器油等发展至现在的环氧树脂、硅橡胶、SF6气体等材料。绝缘材料的物质形态有固态、气态、液态，其中环氧树脂因其优良的电气性能、机械性能，可用模具浇注易实现等性能而在中压开关设备中被广泛应用。在中压设备中大量应用的是固体绝缘材料，比如开关柜中的绝缘支撑，断路器的固封极柱，电流/电压互感器的绝缘外壳，充气环网柜中的进出线电缆套管，固体绝缘环网柜的固封模块等。本文着重讨论中压开关设备中固体绝缘材料局放量的要求，着重介绍环氧树脂的局放量要求讨论，以下固体绝缘材料均指环氧树脂材料。关于局放量的测试方法等内容，不在本文讨论的范围内。
1局放的产生及对开关设备的破坏作用
根据GB/T 7354-2403局部放电量测量中的局放定义，导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电，这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生。局放一般是由于绝缘体内部或绝缘表面局部电场特别集中而引起的通常这种放电表现为持续时间小于1p s的脉冲。但是也可能出现连续的形式，比如气体介质中的所谓无脉冲放电。“电晕”是局放的一种形式它常发生在远离固体或液体绝缘的导体周围的气体介质中。“电晕”不宜被用作所有局放形式的通用术语。局放通常伴随着声、光、热和化学反应等现象。
1.1局放的种类：绝缘材料内部放电（固体-空穴；液体-气泡）；表面放电；高压电极尖端放电。
1.2局放产生的原因：设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高压电场作用下发生重复击穿和熄灭现象-局部放电。局放可能发生在导体周围，也可能发生在绝缘体的表面或内部，发生在表面的为表面局放，发生在内部的内部局放。在中压开关柜和固体绝缘环网柜等开关设备产品中，以空气为基本散热和绝缘介质及采用环氧树脂包覆在导体或承受高电压的作用，其绝缘系统是由各种材料，不同几何形状和尺寸及不同绝缘材料所组成的复合绝缘，它们在外施电压作用下，所承受的电场强度是不同的，这种不均匀性客观存在。在绝缘体内部或表面会出现某些区域的电场强度高于平均电场强度，某些区域低于平均电场强度的情况，高于平均电场强度的区域会发生放电，这就是局放。产生局放的原因通常有以下几种，一. 结构不合理，电场分布极不均匀，形成局部电场集中；二.制造和工艺处理不当，如金属部件带有尖角、毛刺或绝缘体中含有杂质，局部存在缺陷，这些部位发生电场畸变形成局放。
1.3局部放电的特点：放电能量很小，短时间内存在不影响电气设备的绝缘强度；
对绝缘的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间-累计效应-缺陷扩大-绝缘击穿。对绝缘系统寿命的评估分散性很大。发展时间、局放种类、产生位置、绝缘种类等有关。局部放电试验属非破坏试验。不会造成绝缘损伤。
1.4局放的危害：局放发生在一个或几个很小的区域内（如绝缘内部气隙或气泡），放电的能量很小，局放的存在并不影响电气设备的短时绝缘强度。但是，开关设备在运行电压下长期存在着局部放电现象，会有以下破坏作用：一是放电点长期对绝缘件轰击造成绝缘局部损坏，逐步扩大后，最终使绝缘击穿；二是长期放电，绝缘材料产生的臭氧、氧化氮等活性气体在热的作用下，使局部绝缘受到腐蚀，电导增加，最后导致热击穿。电气绝缘的破坏或局部老化，多数是从局部放电开始的，它的危害性突出表现在使绝缘寿命迅速降低，最终影响开关设备的安全运行。
2中压开关设备局放量的要求
既然，中压开关设备中局放是影响开关设备长期可靠运行的一个重要因素，那么该如何控制和衡量固体绝缘材料的局放量？理想状态下，开关设备中局放量应该为零，但在实际产品制造过程中，无论是结构最优化还是工艺控制水平最先进的情况下，都不可能做到局放量为零。GB 3906 3.6kV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备中，附录B5最大允许的局部放电量规定，固体绝缘的可接受限值：在1.1Ur(相间电压)(在1.1Ur/√3相对地电压)下应为10pC，而对于中性点非直接接地系统，在1.1Ur相对地电压下为100pC。
中国10kV中压配电网中性点接地方式有以下几种：中性点不接地或经消弧线圈或电阻接地系统，均为不直接接地系统，也就是说，在10kV的开关设备中，固体绝缘材料的局放量最大可接受的限值为100pC，这个值看起来很大，是否合理呢？会不会有安全事故问题？国标在制定这个标准是基于什么因素考虑的？
我们知道中国10kV中压配电网无论采用哪种形式的接地方式均为不直接接地系统，此时开关设备的外绝缘要求较高，对地和相间绝缘要能够承受42kV的耐压水平，不发生设备对地或相间的闪络和爬电放电，相对地的外绝缘是产品的考虑重点，相间的外绝缘水平相对而言很容易满足，设备的内绝缘则可相应的降低。也就是说，在中性点不接地系统，发生单相接地短路故障电流值一般很小，一般单相接地短路故障电流在100A以下，对系统的运行影响不大，按规程规定电网可带单相接地短路故障运行2小时，而固体绝缘材料由于局放问题造成的最终结果可能是引发单相接地短路故障，从这种意义上讲，固体绝缘材料的局放量要求苛刻要低于10pC以下，从系统可靠运行角度考虑，意义不大，从经济角度考虑，则提高了设备制造成本。中压中性点不直接接地的系统，开关设备的固体绝缘材料的局放量要求不得大于100pC，由于局放问题所造成的相间短路故障几率非常小，只有相邻两相的绝缘件均因为局放的问题，内部绝缘被击穿，两相均形成单相接地短路故障，演化成相间短路故障，而由于局放的原因两相同时内部绝缘被击穿几乎不可能。
对于中国24kV的配电网系统，配电网的中性点接地存在着两种形式，直接接地和不直接接地。这时，应用在中性点接地系统的开关设备如果要求固体绝缘材料的局放不大于100pC，则产品的故障风险大大增加，因为在中性点接地系统，单相接地短路故障的电流非常大，极易发生较大故障事故，如果局放量控制的比较大，这时开关设备在长期运行电压的作用下，局部薄弱点绝缘被击穿，非常容易造成单相接地短路故障，引起比较大的停电事故，此时，固体绝缘材料的局放量需控制在10pC以下，开关设备的绝缘主要关注绝缘材料的内绝缘控制情况，对于外绝缘而言，只需要满足1.1Ur/√3下电压在固体绝缘材料沿面不发生闪络和沿面放电即可。又由于中国24kV配电网存在着中性点不直接接地系统，这时产品的内绝缘要求相对降低(不小于100pC)，只需关注外绝缘的要求。所以，中国的24kV开关设备如要两种中性点接地模式下均能使用，在产品设计时，必须同时关注内绝缘和外绝缘。
简而言之，在中性点不直接接地系统，开关设备的固体绝缘材料绝缘性能主要关注外绝缘，外绝缘在1.1Ur下不产生沿面放电和闪络，内绝缘在1.1Ur下局放量控制在100pC即可；在中性点直接接地系统，开关设备的固体绝缘材料绝缘性能主要关注内绝缘，在1.1Ur/√3相对地电压下应为10pC，不易发生相对地的内部击穿，外绝缘在1.1Ur/√3下不产生沿面放电和闪络即可。
3结论
从以上论述可以看出，开关设备对固体绝缘材料内外绝缘的考核，实际上是满足开关设备在不同中性点接地系统中的应用的要求，也就是说，中性点接地系统的方式从另一个侧面来看，影响到线路短路故障电流大小，影响着开关设备固体绝缘材料的绝缘性能。
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