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, то есть имеет место так называемый частичный разряд. Величина частичного разряда очень мала и может быть обнаружена только с помощью чувствительного прибора для измерения 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 также происходит комбинирование различных сред, то на их границе раздела наблюдается значительное искажение 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 локальное 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; большинство таких повреждений вызваны 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 обнаруживают с помощью детектора частичных разрядов (также известного как тестер частичных разрядов).
(2) Ультразвуковой метод измерения обнаруживает звуковую волну. При преобразовании звуковой волны в электрический сигнал происходит разряд. С помощью анализа разности во времени передаваемого звукового сигнала электрического сигнала можно определить время прохождения сигнала 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 определить состав, соотношение и изменение количества предприятий в масле, тем самым повышая точность оценки наличия частичных разрядов (или локального перегрева).