Les causes comunes de descàrrega parcial en sistemes de canal calent inclouen: la presència de buits o buits d'aire dins del material aïllant o a les interfícies; distribució no-uniforme del camp elèctric (com l'"efecte punta"); entrada d'humitat o envelliment de l'aïllament; mal contacte a les interfícies entre diferents mitjans dielèctrics; i impureses residuals resultants dels processos de fabricació o muntatge. Entre aquests factors, els buits d'aire i la concentració de camp elèctric són els dos desencadenants principals.
1. Buits d'aire o defectes buits (causa més comuna)
Si hi ha petites bombolles o buits a les capes d'aïllament de barres de calefacció, cables o connectors-atès que la constant dielèctrica de l'aire és significativament més baixa que la dels materials d'aïllament sòlid-, la intensitat del camp elèctric dins d'aquests espais d'aire augmentarà bruscament sota la influència d'un camp elèctric aplicat. Això fa que la bretxa arribi primer a la seva resistència a la ruptura dielèctrica, provocant així una descàrrega parcial.
Escenaris típics: envasament de silicona insuficient; atrapament d'aire durant l'emmotllament per injecció de barres de calefacció.
Manifestacions: la descàrrega parcial es detecta immediatament després de la instal·lació d'un nou sistema, o els nivells de descàrrega són anormalment alts durant les etapes inicials de funcionament.
Mecanisme clau: una vegada que el gas dins de l'espai d'aire s'ionitza, forma petits arcs elèctrics que erosionen contínuament el material aïllant circumdant, ampliant gradualment l'abast del defecte.
2. Camps elèctrics no-uniformes (l'"efecte punta")
A les vores dels conductors, a les rebaves dels terminals del cablejat o a les cantonades afilades d'objectes estranys metàl·lics, el camp elèctric es concentra molt, donant lloc a una descàrrega "corona".
Ubicacions típiques: nuclis d'elèctrodes de varetes d'escalfament sense bisellat; restes metàl·liques allotjades dins dels connectors; talls irregulars o irregulars a les capes de blindatge de cables.
Manifestacions: els esdeveniments de descàrrega solen produir-se a prop dels pics de tensió i el patró de fase-descàrrega parcial resolta (PRPD) presenta una distribució característica d'"orella-de conill".
Principi físic: segons la fórmula de la intensitat del camp elèctric, com més petit sigui el radi de curvatura, més gran serà la intensitat del camp; això fa que sigui molt susceptible de superar el llindar de ruptura dielèctrica local.
3. Aïllament Humitat entrada o envelliment
La intrusió d'humitat o l'envelliment tèrmic{0}}a llarg termini dels materials condueix a una degradació del rendiment de l'aïllament. Això es tradueix en una reducció de la rigidesa dielèctrica en zones localitzades, fent-les propenses a descàrregues parcials fins i tot sota tensions de funcionament normals.
Mecanisme d'entrada d'humitat: sota la influència d'un camp elèctric, les molècules d'aigua es descomponen per generar gas, creant així nous canals per a les bombolles de gas.
Mecanisme d'envelliment: les capes de mica es deslaminen i el gel de silicona s'esquerda, formant petits buits on es pot produir una descàrrega parcial.
Manifestacions típiques: una disminució simultània dels valors de resistència d'aïllament i la presència de descàrrega parcial; això s'observa amb freqüència en entorns-d'alta humitat o en equips que han superat la seva vida útil.
4. Pobre contacte interfacial
A la interfície entre materials diferents (per exemple, entre un substrat ceràmic i un elèctrode de coure, o entre gel de silicona i una carcassa metàl·lica), si la unió és feble o hi ha espais minúsculs, es pot formar una zona de "potencial flotant", provocant una descàrrega superficial.
Es troba habitualment a: Les vores dels substrats DCB (Coure enllaçat directe) i les superfícies d'acoblament entre les barres de calefacció i els seus forats de muntatge dins dels motlles.
Factors de risc: els cicles d'expansió i contracció tèrmica poden agreujar la separació interfacial, fent que el fenomen de descàrrega empitjori progressivament.
5. Contaminació per impureses o objectes estranys
Els encenalls, les fibres o la pols metàl·liques introduïts durant els processos de fabricació, muntatge o manteniment poden actuar com a "llavors" per a la descàrrega quan se sotmeten a un camp elèctric d'alta -tensió.
Pràctiques d'alt-risc: no netejar correctament l'entorn que l'envolta quan es substitueixen les barres de calefacció al lloc-, o l'ús de compostos d'envasament de qualitat que contenen bombolles d'aire atrapades.
Manifestacions: La descàrrega és de naturalesa estocàstica i pot variar d'intensitat en resposta a vibracions o variacions de temperatura.
Cas pràctic de la indústria: una instal·lació d'emmotllament per injecció de plàstic va experimentar una descàrrega parcial persistent-que va provocar l'esgotament de tres barres de calefacció en un període de tres-mesos-a causa dels encenalls de coure residuals atrapats dins dels connectors elèctrics.
