Внутренняя изоляция трансформатора в течение длительного времени подвергается воздействию рабочего напряжения во время эксплуатации, особенно при повышении уровня напряжения напряжённость электрического поля в изоляции становится очень высокой, и в местах слабой изоляции легко возникает частичный разряд. Причины частичного разряда следующие: чрезмерная концентрация электрического поля в определённой точке или слишком высокая напряжённость электрического поля в определённой точке, например, в твёрдых диэлектриках присутствуют пузырьки и примеси, не удалённые в процессе изготовления; в масле содержится вода, газ и взвешенные частицы; при комбинации различных диэлектриков на границе раздела происходит сильная деформация электрического поля. Следы частичного разряда часто оставляют лишь небольшое пятно на твёрдой изоляции или древовидный след обугливания. В масле появляются некоторые мелкие пузырьки, образовавшиеся в результате его разложения.
Хотя время частичного разряда кратковременно, а его энергия мала, он представляет собой серьёзную угрозу. Его длительное существование оказывает значительно разрушительное воздействие на изоляционный материал. Во-первых, изоляционный материал, расположенный в непосредственной близости от места частичного разряда, подвергается прямому обстрелу частицами разряда. Повреждение локальной изоляции вызывается химическим действием тепла, озона, оксидов азота и других активных газов, образующихся при разряде; это приводит к коррозии и старению локальной изоляции, а также к увеличению её электрической проводимости, что в конечном итоге вызывает тепловой пробой. Старение и разрушение внутренней изоляции трансформаторов в процессе эксплуатации зачастую начинаются именно с частичных разрядов.
Методы обнаружения частичных разрядов с использованием трансформаторов, как правило, включают:
1. Электрический метод измерения. Используйте осциллограф или радиопомеховый измеритель для определения характерной формы волны разряда или степени радиопомех.
2. Ультразвуковой метод измерения. Звуковые волны, возникающие при разряде, обнаруживаются, а затем преобразуются в электрические сигналы, которые записываются на магнитную ленту для последующего анализа. Расстояние между точкой обнаружения и точкой разряда можно определить, используя разницу во времени передачи электрического сигнала и акустического сигнала.
3. Химический метод измерения. Определение содержания различных растворённых в масле газов и закономерностей их увеличения или уменьшения. С помощью этого метода испытаний можно выявить изменения состава, соотношения и количества газов в масле для определения наличия частичных разрядов (или локального перегрева).
Кроме того, в последние годы был разработан онлайн-детектор частичных разрядов для автоматического обнаружения частичных разрядов во время работы трансформатора.
Для предотвращения возникновения частичных разрядов производитель должен выполнить обоснованное конструктивное проектирование трансформатора; тщательно изготовить его, повысить чистоту материалов и строго контролировать качество на каждом этапе производства. Эксплуатирующая организация должна усилить техническое обслуживание и мониторинг трансформатора для эффективного предотвращения возникновения частичных разрядов в трансформаторе.