GIS具有占地面积小、可靠性高和环境友好等相关特点,在各种电压等级的电力系统中广受青睐。然而,由于环氧绝缘子制作工艺复杂、安装条件苛刻,这使得环氧绝缘子极易发生表面缺陷。如果环氧绝缘子表面缺陷局部放电在初期未被检测出来,这些绝缘缺陷将会持续发展,进而引发设备故障。现有环氧绝缘子表面缺陷局部放电检测装置检测效率低、诊断难度大,致使环氧绝缘子表面缺陷局部放电在线检测出现大量误报、漏报。鉴于高频正弦电压激励下局部放电信号明显;此外,高频正弦电压既具有短时冲击作用,又有更好的稳定性和重复性,这可以较好的降低外施电压所产生的电磁脉冲干扰,提高环氧绝缘子表面缺陷检出和识别效率;为此,有必要开展高频正弦电压激励下环氧绝缘子表面缺陷局部放电特性研究。鉴于当前实验装置难以对环氧绝缘子表面缺陷局部放电过程中带电粒子分布与电场畸变情况进行实时测量,致使局部放电过程的微观物理机制无法完全明晰。为此,本文基于流体动力学理论,结合等离子体化学反应的耦合表征,通过对空气放电过程中所涉及的化学反应进行合理简化,搭建了高频正弦电压激励下空气-环氧界面缺陷局部放电数值模型。本文所搭建的环氧界面缺陷局部放电等离子体仿真模型实现了对环氧界面尖刺缺陷、微粒缺陷、气隙缺陷以及裂纹缺陷等环氧界面缺陷局部放电发展过程的动态模拟,得到了粒子密度、电子温度以及表面电荷密度等微观参量的时空分布规律,并通过实验手段从放电形态和放电强度两个方面验证了等离子体仿真模型的准确性。基于该等离子体仿真模型,本文进一步研究了环氧界面缺陷在不同频率下的局部放电特性,揭示了频率提升对环氧界面缺陷局部放电的激励机制。从仿真结果可以看出,随着外施电压频率的增加,电子温度逐渐增加,而表面电荷密度却呈现下降趋势。此外,由于其他位置局部放电的影响,使得表面电荷积聚量有着明显差异。这些因素共同导致环氧界面缺陷存在最优检测频率。其中,尖刺缺陷、气隙缺陷的最优检测频率为10kHz,而微粒缺陷、裂纹缺陷的最优检测频率为15kHz。在正确建立并准确求解该模型的基础上,本文综合考虑环氧界面缺陷自身因素以及运行环境,进一步研究了不同缺陷严重程度以及不同气体介质对环氧界面缺陷局部放电的影响。从仿真结果可以看出,尖刺缺陷随金属毛刺曲率半径的增加,局部放电强度逐渐下降;金属微粒曲率与金属微粒附着位置对环氧界面微粒缺陷局部放电均有一定的影响。但金属微粒是否与电极接触对微粒缺陷局部放电的影响程度更严重;随着气泡的增大和裂纹深度的增加,气隙缺陷以及裂纹缺陷局部放电的严重程度略有增加。此外,与空气介质相比,SF6气体介质对局部放电的影响与空气近乎一致,只不过要想维持SF6-环氧界面尖刺缺陷局部放电的发展,则需要更高的电压等级。再者,在SF6-环氧界面尖刺缺陷局部放电初期,局部放电几乎不会发生。随着放电时间的延长,局部放电越来越剧烈,这与空气-环氧界面尖刺缺陷局部放电的规律有着明显区别。