La décharge partielle fait référence à la décharge non pénétrante entre les électrodes du milieu isolant dans les appareils électriques à haute tension sous l’action d’un fort champ électrique. Dans le système d’isolation des transformateurs, l’isolation faible dans une zone locale peut être excitée par une décharge partielle. La décharge partielle n’est pas suffisante pour percer les deux électrodes et former un canal de décharge, ce qui est généralement appelé rupture. Si la quantité de décharge partielle est réduite et contrôlée en dessous d’un certain niveau de décharge, elle ne causera pas de dommages à l’isolation, c’est pourquoi l’essai de décharge partielle est un essai de détection non destructive des caractéristiques d’isolation.
Après une certaine tension d’essai de décharge partielle et une tension de pré-excitation de décharge partielle supérieure à la tension d’essai de décharge partielle, simulant la surtension pendant le fonctionnement, mesurer la capacité de décharge du téléviseur de décharge partielle pendant la durée ultérieure de la tension d’essai de décharge partielle ; par exemple, lorsque la capacité de décharge du téléviseur de décharge partielle est inférieure à la valeur standard, on considère que le transformateur a passé l’essai de décharge partielle. Cet essai est plus strict que l’essai traditionnel de tenue aux surtensions sinusoidales à fréquence industrielle à court terme, car l’essai de tenue aux surtensions sinusoidales à fréquence industrielle à court terme repose sur la présence ou non de claquage dans la structure d’isolation comme critère de passage de l’essai.
Le test de décharge partielle peut détecter la partie faible de l’isolation, et la détection de la quantité de décharge partielle pendant le fonctionnement permet de repérer les parties faibles potentielles de l’isolation. Le test de tenue aux surtensions sinusoidales à court terme ne peut détecter que si la structure d’isolation peut supporter les effets de diverses surtensions ou tensions d’essai. Elle peut soit résister, soit échouer face à une isole faible potentielle. Par conséquent, le test de décharge partielle est un essai d’isolation relativement idéal, et il s’agit d’un essai qui est actuellement promu et appliqué. Tout transformateur pouvant passer le test de décharge partielle présente une fiabilité relativement élevée en service, ainsi les caractéristiques de décharge partielle et les essais doivent être étudiés, afin que le transformateur réponde aux exigences de niveau bas de décharge partielle ; certains transformateurs d’essai doivent également atteindre le niveau de décharge partielle nulle.
Dans les transformateurs à isolation papier-huile, les décharges partielles qui se produisent sur les électrodes chargées internes, à la surface des pièces isolantes solides (l’interface entre l’huile et le matériau isolant) ou à l’intérieur de l’huile du transformateur sont collectivement appelées décharges partielles, qui se produisent lorsque celles-ci sont entourées de gaz. La décharge partielle sur la surface de l’électrode ou dans le gaz voisin est appelée couronne. Le niveau admissible de décharge partielle du transformateur ne comprend pas le niveau admissible de décharge partielle générée par la couronne du bouton d’arrivée à l’air, mais fait référence au niveau de décharge partielle générée à l’intérieur du réservoir à carburant.
Pour un transformateur triphasé, le niveau de décharge partielle de chaque phase peut être mesuré par phase. Pour la décharge partielle de chaque phase, elle inclut la décharge partielle transmise par les autres enroulements à l’enroulement mesuré. Chaque phase possède sa propre capacité de décharge partielle pour les enroulements haute tension, moyenne tension et basse tension. La décharge partielle de l’enroulement haute tension (ou moyenne tension ou basse tension) de chaque phase peut provenir des condensateurs d’extrémité du circuit, des condensateurs de point milieu, du commutateur à charge, du commutateur sans charge, des câbles de raccordement, des enroulements, diverses pièces de mise à la terre, de l’isolation, de l’huile de transformateur, etc., mais les endroits susceptibles de provoquer une décharge partielle sont principalement les espaces d’air, les espaces d’air à l’intérieur de l’isolation, et les bulles d’air présentes dans l’huile de transformateur.
Lorsqu’une tension est appliquée au transformateur, l’intensité du champ électrique dans le milieu isolant est inversement proportionnelle à la constante diélectrique. Par exemple, le papier contient un gap d’air. La constante diélectrique du papier est supérieure à celle du gap d’air, donc le gap d’air doit supporter une intensité de champ électrique plus élevée. L’intensité du champ électrique dans le gap d’air étant faible, le gap d’air présent dans le papier constitue le point faible de l’isolation, ce qui entraîne une décharge partielle.