La descarga parcial es principalmente la descarga que ocurre en el aislamiento interno de transformadores, transformadores y otros equipos eléctricos de alta tensión bajo la acción de alta tensión. Este tipo de descarga solo existe en áreas localizadas del aislamiento y no forma inmediatamente una ruptura completa del aislamiento ni un arco eléctrico, por lo que se denomina descarga parcial. La magnitud de la descarga parcial es muy débil y no puede ser detectada mediante la percepción humana, como la observación o la audición. Solo instrumentos de medición altamente sensibles para descargas parciales pueden detectarla.
El aislamiento interno de los transformadores está sometido durante mucho tiempo al voltaje de trabajo durante su funcionamiento, especialmente con el aumento del nivel de voltaje. La intensidad del campo eléctrico que el aislamiento puede soportar es muy elevada, y en los puntos débiles del aislamiento se genera fácilmente una descarga parcial. La causa de la descarga parcial es que el campo eléctrico se concentra excesivamente en un punto determinado o que la intensidad del campo eléctrico en dicho punto es demasiado alta; por ejemplo, en medios sólidos que contienen burbujas e impurezas no completamente eliminadas; en el aceite que contiene agua, gas y partículas en suspensión; o en la interfaz entre distintos medios combinados, donde se produce una distorsión severa del campo eléctrico. Las huellas de la descarga parcial suelen dejar únicamente una pequeña mancha o una marca de quemadura en forma de árbol sobre el aislamiento sólido. En el aceite, aparecen algunas pequeñas burbujas descompuestas.
Aunque la descarga parcial dura poco tiempo y su energía es pequeña, causa graves daños. Su existencia prolongada ejerce un efecto destructivo significativo sobre los materiales aislantes. En primer lugar, las partículas de descarga bombardean directamente los materiales aislantes adyacentes, provocando daños en el aislamiento local. En segundo lugar, la reacción química de gases activos —como el calor, el ozono y los óxidos de nitrógeno— generados por la descarga corroe y envejece el aislamiento local, aumenta su conductividad eléctrica y, finalmente, conduce a una ruptura térmica. El envejecimiento y el deterioro del aislamiento interno de los transformadores en funcionamiento suelen comenzar con descargas parciales.
Los métodos de detección de descargas parciales en transformadores generalmente incluyen:
(1) Método de medición eléctrica. Utilice un osciloscopio o un medidor de interferencia radioeléctrica para buscar la forma de onda característica de la descarga o el grado de interferencia radioeléctrica.
(2) Método de medición ultrasónica. Detectar las ondas sonoras generadas durante la descarga, convertirlas en señales eléctricas, grabarlas en cinta magnética para su análisis y utilizar la diferencia de tiempo entre la transmisión de las señales eléctricas y acústicas para determinar la distancia desde el punto de detección hasta el punto de descarga.
(3) Método de medición química. Detectar el contenido y los cambios de diversos gases disueltos en el aceite. Este método de ensayo puede detectar cambios en la composición, la proporción y la cantidad del aceite, determinando así la presencia de descargas parciales (o sobrecalentamiento local).
Además, en los últimos años se han desarrollado detectores en línea de descargas parciales, que pueden detectar automáticamente las descargas parciales durante la operación del transformador.
Para prevenir la aparición de descargas parciales, la unidad fabricante debe llevar a cabo un diseño estructural razonable del transformador; construir cuidadosamente, mejorar la pureza de los materiales y controlar estrictamente la calidad de cada etapa. La unidad operativa debe reforzar el mantenimiento y la supervisión de los transformadores para prevenir eficazmente la aparición de descargas parciales en ellos.