Методы обнаружения частичных разрядов включают следующие:
1. Обнаружение поверхностной волны
Электромагнитные волны возникают при частичных разрядах в изоляционном слое высоковольтного коммутационного оборудования, причём металлический корпус коммутационного оборудования экранирует значительную часть этих электромагнитных волн, однако небольшая их часть проходит через щели в металлическом корпусе или через прокладку газоизолированного коммутационного оборудования и распространяется наружу, а земляная электрическая волна передаётся в землю через внешнюю поверхность металлического корпуса устройства. Амплитуда земляной волны обычно составляет от нескольких милливольт до нескольких вольт, а время нарастания — несколько наносекунд. Датчик может быть установлен на внешней поверхности шкафа выключателя в рабочем состоянии для обнаружения активности частичных разрядов.
2. Ультразвуковой контроль
На самом деле ультразвуковое обнаружение представляет собой вид механической вибрационной волны. С энергетической точки зрения процесс частичного разряда — это процесс мгновенного взрыва энергии. Электрическая энергия высвобождается в виде звуковой, световой, тепловой и электромагнитной энергии, а электрический пробой происходит в воздушном зазоре; разряд может завершиться мгновенно. В этот момент электрическая энергия мгновенно преобразуется в тепловую энергию. Газ в центре разряда расширяется под действием тепловой энергии и распространяется наружу посредством звуковых волн. Газ в области распространения нагревается, образуя изотермическую зону, температура которой превышает температуру окружающей среды; когда газ начинает сжиматься после охлаждения, возникают последующие волны. Частота и интенсивность этих последующих волн относительно низки, они включают различные частотные составляющие и обладают широкой полосой частот. Ультразвуковая частота превышает 20 кГц. Поскольку область частичного разряда относительно мала, резонанс звуковых колебаний при частичном разряде представляет собой точечный резонанс звуковых колебаний.
3. Метод обнаружения ультравысоких частот
В процессе изменения во времени электромагнитные колебания, возникающие при частичных разрядах, порождают электромагнитные волны. В твёрдых, газообразных и газовых средах импульсы частичных разрядов генерируют чрезвычайно богатый ультравысокочастотный спектр электромагнитных волн, достигающий диапазона ГГц. На практике обнаружение сигналов частичных разрядов может осуществляться с помощью двух зондов. В качестве основы для анализа используется временная последовательность регистрации сигнала каждым из зондов. Если расстояние до места резонанса в цепи разрядов невелико, то сигнал будет зафиксирован первым; при этом положение зонда постоянно изменяется. Поэтапно определяется приблизительное местоположение резонанса в цепи разрядов. Либо, используя несколько зондов, можно составить систему уравнений на основе временных задержек между моментами регистрации сигнала частичного разряда каждым из зондов и вычислить трёхмерные пространственные координаты резонанса в цепи разрядов, что в конечном итоге позволяет точно определить местоположение этого резонанса. Данный метод отличается относительно высокой чувствительностью и хорошей помехоустойчивостью; кроме того, на коммутационных шкафах обычно имеются стыковые швы или небольшие стеклянные окна, поэтому отпадает необходимость учитывать ограничение данного метода, связанное с трудностями его применения в полностью герметичных условиях.
4. Комплексная технология обнаружения
На самом деле, независимо от выбранного метода обнаружения, каждый из них имеет определённые ограничения и не может объективно, всесторонне и достоверно отразить рабочее состояние распределительных устройств электрического оборудования, что может привести к ошибочным выводам. Из-за различий в формах выделения энергии разряда практическая применимость и чувствительность различных методов обнаружения также различны; поэтому при обнаружении частичных разрядов в распределительных устройствах следует комплексно применять вышеупомянутые методы обнаружения, в первую очередь — обнаружение с помощью заземляющей волны, а также дополнительные методы — ультразвуковое обнаружение и УВЧ-обнаружение.