Частичный разряд возникает в основном под действием высокого напряжения в высоковольтном электрооборудовании, таком как трансформаторы и автотрансформаторы. Разряд происходит внутри изоляции. Например, частичный разряд возникает только в изолирующей части, при этом изоляция не пробивается полностью, не происходит общего пробоя или перекрытия — это и называется частичным разрядом. Величина частичного разряда очень мала и может быть обнаружена только с помощью чувствительного измерителя частичных разрядов.
Внутренняя изоляция трансформатора в процессе эксплуатации длительное время подвергается действию рабочего напряжения, особенно при повышении уровня напряжения напряжённость электрического поля в изоляции становится очень высокой.
Частичные разряды склонны возникать в местах с ослабленной изоляцией. Причина частичных разрядов заключается в чрезмерной концентрации электрического поля в определённой точке или в слишком высокой напряжённости электрического поля в определённой точке. Если в твёрдой среде присутствуют воздушные пузырьки, а примеси не удалены; если в масле содержится вода, газ и взвешенные частицы; если различные среды комбинируются, то на их границе раздела также наблюдается сильная деформация электрического поля.
Следы частичного разряда обычно оставляют лишь небольшое пятно на изоляционном слое твёрдого материала или древовидные следы обгорания. Хотя продолжительность частичного разряда мала и его энергия невелика, он чрезвычайно вреден. Его длительное существование приводит к значительному повреждению изоляционного материала. Во-первых, изоляционный материал, расположенный рядом с местом частичного разряда, подвергается прямому воздействию частиц разряда, что вызывает частичное повреждение изоляции. Во-вторых, происходит химическое воздействие тепла, выделяемого при разряде, озона, оксидов азота и других реакционноспособных газов.
Местная изоляция подвергается коррозии и старению, проводимость возрастает, и в конечном итоге происходит тепловой пробой. Во время работы трансформатора внутренняя изоляция стареет и повреждается; в большинстве случаев это вызвано возникновением частичных разрядов. Исследования технологий и методов обнаружения частичных разрядов в трансформаторах, как правило, включают:
(1) Электрическое измерение. Характерную форму волны разряда или степень радиопомех определяют с помощью детектора частичных разрядов (также известного как испытательное устройство для частичных разрядов).
(2) Ультразвуковой метод измерения обнаруживает звуковую волну. При преобразовании звуковой волны в электрический сигнал происходит разряд. Используя разницу во времени для анализа передаваемого звукового сигнала электрического сигнала, можно определить время от точки обнаружения до точки разряда.
(3) Химический метод измерения. Определение содержания различных растворимых газов в масле и закономерностей их увеличения и уменьшения. С помощью этого метода испытаний можно установить состав газов, соотношение между ними и изменение их количества в масле, что позволяет повысить точность определения наличия частичных разрядов (или локального перегрева).