Частичный разряд — это в основном разряд, возникающий во внутренней изоляции трансформаторов, реакторов и другого высоковольтного электрооборудования под действием высокого напряжения. Такой разряд возникает лишь в локальных участках изоляции и не приводит немедленно к полному пробою изоляции или перекрытию, поэтому он и называется частичным разрядом. Интенсивность частичного разряда крайне мала и не может быть обнаружена человеческими органами чувств, например, зрением или слухом. Обнаружить его можно только с помощью высокочувствительных приборов для измерения частичных разрядов.
Внутренняя изоляция трансформаторов в процессе эксплуатации длительное время подвергается рабочему напряжению, особенно при повышении уровня напряжения. Напряжённость электрического поля, которую изоляция способна выдержать, очень высока, и в местах ослабленной изоляции легко возникает частичный разряд. Причиной частичного разряда является чрезмерная концентрация электрического поля в определённой точке или слишком высокая напряжённость электрического поля в какой-либо точке, например, в твёрдых диэлектриках с пузырьками и примесями, которые не были полностью удалены; в масле присутствуют вода, газ и взвешенные частицы; на границе раздела различных комбинаций сред наблюдается сильная деформация электрического поля. Следы частичного разряда зачастую оставляют на твёрдой изоляции лишь небольшое пятно или обугленный след в виде дерева. В масле появляются некоторые мелкие пузырьки, образовавшиеся в результате его разложения.
Хотя время частичного разряда кратковременно, а его энергия мала, он наносит значительный вред. Его длительное существование оказывает серьёзное разрушительное воздействие на изоляционные материалы. Во-первых, частицы разряда напрямую бомбардируют соседние изоляционные материалы, вызывая повреждение локальной изоляции. Во-вторых, химические реакции активных газов — тепла, озона и оксидов азота, образующихся при разряде, — приводят к коррозии и старению локальной изоляции, увеличению её электрической проводимости и, в конечном счёте, к тепловому пробою. Старение и повреждение внутренней изоляции трансформаторов в процессе эксплуатации зачастую начинаются именно с частичных разрядов.
Методы обнаружения частичных разрядов в трансформаторах, как правило, включают:
(1) Электрический метод измерения. Используйте осциллограф или радиопомеховый измеритель для поиска характерной формы волны разряда или степени радиопомех.
(2) Ультразвуковой метод измерения. Обнаружение звуковых волн, генерируемых во время разряда, их преобразование в электрические сигналы, запись на магнитную ленту для анализа и использование разности во времени между передачей электрических и акустических сигналов для определения расстояния от точки обнаружения до точки разряда.
(3) Химический метод измерения. Обнаружение содержания и изменений различных растворенных в масле газов. Данный метод испытаний позволяет выявить изменения состава, соотношения и количества масла, что, в свою очередь, позволяет определить наличие частичных разрядов (или локального перегрева).
Кроме того, в последние годы были разработаны онлайн-детекторы частичных разрядов, способные автоматически обнаруживать частичные разряды во время работы трансформатора.
Для предотвращения возникновения частичных разрядов производственное подразделение должно выполнить рациональную конструктивную разработку трансформатора; тщательно осуществлять монтаж, повышать чистоту материалов и строго контролировать качество на каждом этапе. Эксплуатационное подразделение должно усилить техническое обслуживание и мониторинг трансформаторов для эффективного предотвращения возникновения частичных разрядов в трансформаторах.