علل رایج تخلیه جزئی در سیستمهای رانر داغ عبارتند از: وجود شکافهای هوا یا حفرهها در داخل مواد عایق یا در محلهای مشترک. توزیع میدان الکتریکی غیریکنواخت (مانند "اثر نوک"); ورود رطوبت یا پیری عایق؛ تماس ضعیف در رابط بین رسانه های دی الکتریک مختلف. و ناخالصی های باقیمانده ناشی از فرآیندهای ساخت یا مونتاژ. در میان این عوامل، شکاف های هوا و غلظت میدان الکتریکی دو محرک اصلی هستند.
1. شکاف هوا یا نقص خالی (شایع ترین علت)
اگر حبابها یا حفرههای ریز در لایههای عایق میلههای گرمایش، کابلها یا رابطها وجود داشته باشد-با توجه به اینکه ثابت دی الکتریک هوا به طور قابلتوجهی کمتر از مواد عایق جامد است-قدرت میدان الکتریکی در این شکافهای هوا به شدت تحت تأثیر میدان الکتریکی اعمالشده افزایش مییابد. این باعث می شود که شکاف ابتدا به قدرت شکست دی الکتریک خود برسد و در نتیجه باعث تخلیه جزئی شود.
سناریوهای معمول: گلدان سیلیکونی ناکافی. گیر افتادن هوا در طول قالب گیری تزریقی میله های گرمایش.
تظاهرات: تخلیه جزئی بلافاصله پس از نصب یک سیستم جدید تشخیص داده می شود، یا سطوح تخلیه به طور غیرعادی در مراحل اولیه عملیات بالا است.
مکانیسم کلیدی: هنگامی که گاز درون شکاف هوا یونیزه می شود، قوس های الکتریکی کوچکی را تشکیل می دهد که به طور مداوم مواد عایق اطراف را فرسایش می دهد و به تدریج دامنه نقص را گسترش می دهد.
2. میدانهای الکتریکی غیریکنواخت ("اثر نوک")
در لبه هادی ها، در سوراخ های ترمینال های سیم کشی، یا در گوشه های تیز اجسام خارجی فلزی، میدان الکتریکی بسیار متمرکز می شود که منجر به تخلیه "کرونا" می شود.
مکانهای معمولی: هستههای الکترود میله گرمایش فاقد پخ هستند. زباله های فلزی در داخل کانکتورها. برش های ناهموار یا ناهموار در لایه های محافظ کابل.
تظاهرات: رویدادهای تخلیه معمولاً در نزدیکی پیکهای ولتاژ رخ میدهند، و الگوی فاز{0}}تخلیه جزئی حلشده (PRPD) یک توزیع مشخصه "خرگوشی-گوش را نشان میدهد.
اصل فیزیکی: طبق فرمول شدت میدان الکتریکی، هرچه شعاع انحنای کوچکتر باشد، قدرت میدان بیشتر است. این باعث می شود که بسیار مستعد فراتر رفتن از آستانه شکست دی الکتریک محلی باشد.
3. ورود رطوبت یا پیری عایق
نفوذ رطوبت یا پیری حرارتی طولانی مدت مواد منجر به کاهش عملکرد عایق می شود. این منجر به کاهش قدرت دی الکتریک در مناطق موضعی می شود و آنها را مستعد تخلیه جزئی حتی تحت ولتاژهای معمولی می کند.
مکانیسم ورود رطوبت: تحت تأثیر میدان الکتریکی، مولکولهای آب تجزیه میشوند و گاز تولید میکنند و در نتیجه کانالهای جدیدی برای حبابهای گاز ایجاد میکنند.
مکانیسم پیری: لایههای میکا لایهپوش میشوند و ژل سیلیکون میترکد و شکافهای کوچکی را ایجاد میکند که در آن ترشحات جزئی ایجاد میشود.
تظاهرات معمول: کاهش همزمان مقادیر مقاومت عایق و وجود تخلیه جزئی. این اغلب در محیطهای{0}}با رطوبت بالا یا تجهیزاتی که از عمر مفید آن بیشتر شده است مشاهده میشود.
4. تماس رابط ضعیف
در سطح مشترک بین مواد غیر مشابه (مثلاً بین یک بستر سرامیکی و یک الکترود مس، یا بین ژل سیلیکون و یک محفظه فلزی)، اگر پیوند ضعیف باشد یا شکافهای کوچک وجود داشته باشد، ممکن است یک منطقه "پتانسیل شناور" تشکیل شود که باعث تخلیه سطحی شود.
معمولاً در: لبههای بسترهای DCB (مس پیوند مستقیم) و سطوح جفتگیری بین میلههای گرمایش و سوراخهای نصب آنها در قالبها.
عوامل خطر: چرخه های انبساط و انقباض حرارتی می تواند جدایی سطحی را تشدید کند و باعث بدتر شدن تدریجی پدیده تخلیه شود.
5. آلودگی توسط ناخالصی ها یا اجسام خارجی
برادههای فلزی، الیاف یا گرد و غبار وارد شده در طول فرآیندهای تولید، مونتاژ یا نگهداری میتوانند به عنوان "دانه" برای تخلیه در هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان الکتریکی با ولتاژ بالا عمل کنند.
اقدامات پرخطر-: عدم تمیز کردن مناسب محیط اطراف هنگام تعویض میله های گرمایش در سایت، یا استفاده از ترکیبات گلدانی نامرغوب حاوی حباب های هوای محبوس شده.
تظاهرات: ترشحات ماهیتی تصادفی دارند و ممکن است در پاسخ به ارتعاشات یا تغییرات دما در شدت نوسان داشته باشند.
مطالعه موردی صنعت: یک تأسیسات قالبگیری تزریق پلاستیک، تخلیه جزئی مداوم- را تجربه کرد که منجر به فرسودگی سه میله گرمایشی در طی یک دوره-ماهه-به دلیل باقیمانده برادههای مسی که در داخل اتصالات الکتریکی به دام افتاده بود، شد.
