絕緣體中只有局部區域發生放電，而沒有貫穿施加電壓的導體之間，這種現象稱之為局部放電。局部放電可能發生在絕緣體的內部，也可能發生在表面，前者稱為內部局部放電，后者稱為表面局部放電。發生在被氣體包圍的導體附近的放電稱為電暈放電。

當絕緣體中局部地區的電場強度達到擊穿場強時，該區域就發生放電。在實際的絕緣體系中，有的是由復合材料構成的，在不同的材料中的電場強度不同，而且擊穿場強也不同，這就可能在某種材料中首先出現局部放電。有的絕緣體系雖然是由單一的材料做成，但由于在制造中殘留，或在使用中絕緣老化而產生氣泡、裂縫或其它雜質，在這些絕緣的缺陷中往往會首先發生放電，其中最常發生的是氣泡的放電。因為氣體的介電常數總是小于液體或固體材料的介電常數。在交變電場下，電場強度是與介電常數成反比的，所以氣泡內的電場強度達到擊穿場強時，氣泡就首先發生放電，而其它介質仍然保持絕緣性能，這就形成了局部放電。

產生局部放電的主要原因是電介質不均勻時，絕緣體各區域承受的電場強度不均勻，在某些區域電場強度達到擊穿場強而發生放電，而其它區域仍然保持絕緣的特性。大型電力變壓器基本采用油一紙復合絕緣及油一屏障絕緣結構，局部放電一般發生在絕緣薄弱或電場強度偏高的部位。

油紙絕緣的氣隙以及油中氣泡里產生局部放電需要具備兩個必要條件：其一是氣隙中的電場強度超過放電起始場強；其二是氣隙內存在有效的自由電子。二者必須同時存在，缺一不可。按照放電機理，局部放電分為三類：

1）湯遜放電，以電子碰撞電離為主，電子崩中電子數目小于10^8個。放電條件是當空隙中場強E在放電起始場強Es和臨界場強Ec之間時存在有效自由電子。臨界場強Ec是指當電子崩由于空隙壁上沉積的表面電荷足夠多而使放電停止時，這些表面電荷產生的場強。

2）流注放電，以光電離為主，空隙中存在起始電子且流注條件得以滿足時發生的放電。要求空隙直徑必須大于流注直徑四倍以上，以便于流注的傳播。

3）熱電離放電，以熱電離為主，當溫度大于1000℃以上時發生。

加拿大的R. Bartnikas等根據放電的表現形式將小間隙局部放電分為三類[}2}} .

1）火花放電，持續時間1-100ns，屬于脈沖型放電。包括低幅度、慢上升時間的湯遜型火花放電和大幅度、快上升時間的似流注火花放電；

2）輝光放電，具有無脈沖性質，放電時觀察不到單個分離脈沖，但可以觀察到放電時產生的輝光，占據半個工頻周期的大部分區域；

3）亞輝光放電，這種放電是由一群小幅度的離散脈沖組成，脈沖的上升時間很慢，是輝光放電和火花放電之間的過渡形式。三種放電形式的存在和轉變與氣隙大小、氣隙上的過電壓、氣壓等有關。

局部放電發聲機理簡介：

我們知道，局部放電的原因是多方面的，局部放電形式也是多種多樣，局部放電過程是一個比較復雜的物理過程。但由于局部放電的產生一般是在油中的氣泡或固體中的氣隙產生的，因此我們主要以氣泡為例分析局部放電的發聲過程。一般認為，當局部放電發生后，在電場力的作用或壓力的作用下，氣泡會發生膨脹和收縮，這個過程將會引起局部體積變化。這種體積的變化，會在外部產生疏密波，即產生聲波。以往的論述，大多都是從信號處理的方面進行闡述，對于局部放電中的電一聲轉換過程討論較少。局部放電的種類有很多，有些在很低的過電壓下的局部放電幾乎不產生熱輻射，有些在很高的過電壓下局部放電則可能產生很強的熱輻射。從物理角度分析，當局部放電發生時，氣泡將會受到一個脈沖電場力的作用，同時，在放電過程中存在很大的熱輻射的情況下，通道中的電弧電流產生的高溫將會在氣泡內產生一定的壓力。因此可以看出，在局部放電過程中影響氣泡產生超聲波的主要因素有兩個：一是放電時刻的電場力，在較低電壓情況下，氣泡在脈沖電場力的作用下將產生衰減的振蕩運動，在氣泡振動的作用下，周圍的介質中將產生超聲波；二是放電以后產生的熱引起氣泡膨脹而產生的壓力。當較高電壓的情況下，變壓器油中的氣泡，在高壓下放電擊穿，形成很細的非均勻的火花通道，寬度約為幾個微米。放電通道內氣體被強烈的電離和加熱，氣體的加熱引起放電通道的膨脹，其膨脹速度一般在聲速的數量級，經過幾個微秒的時間，放電通道橫截面達到它的最大值。這是火花放電的增長過程。隨著能量的釋放，放電空間的電場強度減弱，最后放電熄滅。當下一次能量積累后，就會進行第二次放電。在實際的局部放電中，超聲波的產生往往是以上兩種因素共同作用的結果。

大量的頻譜研究結果表明，局部放電時產生的超聲波的能量集中在50kHz至300kHz頻段，其峰值頻率主要在70kHz-150kHz之間。