La décharge partielle est principalement la décharge qui se produit dans l’isolation interne des transformateurs, des autotransformateurs et d’autres équipements électriques à haute tension sous l’effet d’une haute tension. Ce type de décharge ne se produit que dans des zones localisées de l’isolation et ne provoque pas immédiatement une rupture complète de l’isolation ou un claquage, c’est pourquoi on l’appelle décharge partielle. L’intensité de la décharge partielle est très faible et ne peut pas être détectée par l’intuition humaine, par exemple par l’observation ou l’ouïe. Seuls des appareils de mesure de décharge partielle très sensibles sont capables de la détecter.
L’isolation interne des transformateurs est soumise à la tension de fonctionnement pendant une longue période durant leur exploitation, notamment avec l’augmentation du niveau de tension. L’intensité du champ électrique que l’isolation peut supporter est très élevée, et des décharges partielles peuvent facilement apparaître aux points d’isolation faible. La cause des décharges partielles réside dans une concentration excessive du champ électrique en un point donné, ou dans une intensité trop élevée du champ électrique en un point donné, par exemple dans les milieux solides contenant des bulles ou des impuretés qui n’ont pas été entièrement éliminées ; dans l’huile contenant de l’eau, des gaz et des particules en suspension ; ou encore dans une distorsion sévère du champ électrique à l’interface entre différents milieux combinés. Les traces de décharge partielle laissent souvent sur l’isolation solide uniquement une petite tache ou une marque de brûlure en forme d’arbre. Dans l’huile, apparaissent quelques petites bulles issues de la décomposition.
Bien que la décharge partielle dure peu de temps et libère peu d’énergie, elle est très nocive. Sa présence prolongée exerce un effet destructeur important sur les matériaux isolants. Premièrement, les particules issues de la décharge bombardent directement les matériaux isolants adjacents, endommageant ainsi l’isolation locale. Deuxièmement, les réactions chimiques provoquées par des gaz actifs tels que la chaleur, l’ozone et les oxydes d’azote, générés lors de la décharge, corrodent et accélèrent le vieillissement de l’isolation locale, augmentent sa conductivité électrique et conduisent finalement à une rupture thermique. Le vieillissement et les dommages affectant l’isolation interne des transformateurs en service commencent souvent par une décharge partielle.
Les méthodes de détection des décharges partielles dans les transformateurs comprennent généralement :
(1) Méthode de mesure électrique. Utilisez un oscilloscope ou un mesureur d’interférences radioélectriques pour rechercher la forme d’onde caractéristique de la décharge ou le degré d’interférences radioélectriques.
(2) Méthode de mesure par ultrasons. Détecter les ondes sonores générées pendant la décharge, les convertir en signaux électriques, les enregistrer sur bande magnétique pour analyse, et utiliser la différence de temps entre la transmission des signaux électriques et acoustiques afin de déterminer la distance entre le point de détection et le point de décharge.
(3) Méthode de mesure chimique. Détecter la teneur et les variations des différents gaz dissous dans l’huile. Cette méthode d’essai permet de détecter les changements de composition, de proportion et de quantité de l’huile, permettant ainsi de déterminer la présence d’une décharge partielle (ou d’un échauffement local).
En outre, ces dernières années, des détecteurs en ligne de décharges partielles ont été développés, capables de détecter automatiquement les décharges partielles pendant le fonctionnement du transformateur.
Pour prévenir l’apparition de décharges partielles, l’unité de fabrication doit réaliser une conception structurelle rationnelle du transformateur ; procéder à une construction soignée, améliorer la pureté des matériaux et contrôler rigoureusement la qualité de chaque étape. L’unité d’exploitation doit renforcer la maintenance et la surveillance des transformateurs afin de prévenir efficacement l’apparition de décharges partielles dans les transformateurs.