Честите причини за частично разреждане в системите с горещ канал включват: наличие на въздушни междини или кухини в изолационния материал или на интерфейсите; не-равномерно разпределение на електрическото поле (като „ефект на върха“); проникване на влага или стареене на изолацията; лош контакт на интерфейсите между различни диелектрични среди; и остатъчни примеси в резултат на производствените или монтажните процеси. Сред тези фактори, въздушните междини и концентрацията на електрическо поле са двата основни фактора.
1. Въздушни междини или празнини (най-честа причина)
Ако има малки мехурчета или кухини в изолационните слоеве на нагревателни пръти, кабели или съединители-като се има предвид, че диелектричната константа на въздуха е значително по-ниска от тази на твърдите изолационни материали-напрегнатостта на електрическото поле в тези въздушни междини ще се повиши рязко под въздействието на приложено електрическо поле. Това кара празнината първо да достигне своята диелектрична якост на пробив, като по този начин предизвиква частичен разряд.
Типични сценарии: Недостатъчно силиконово запълване; улавяне на въздух по време на леене под налягане на нагревателни пръти.
Прояви: Частично разреждане се открива веднага след инсталирането на нова система или нивата на разреждане са необичайно високи по време на началните етапи на работа.
Ключов механизъм: След като газът във въздушната междина се йонизира, той образува малки електрически дъги, които непрекъснато разяждат околния изолационен материал, като постепенно разширяват обхвата на дефекта.
2. Не-еднородни електрически полета („Ефектът на върха“)
В краищата на проводниците, в неравностите на кабелните клеми или в острите ъгли на метални чужди предмети електрическото поле става силно концентрирано, което води до "коронен" разряд.
Типични местоположения: Сърцевини на електроди на нагревателни пръти без скосяване; метални остатъци, заседнали вътре в съединителите; неравномерни или назъбени срезове в екраниращите слоеве на кабела.
Проявления: Събитията на разряд обикновено се случват близо до пиковете на напрежението и моделът на фазово-разрешен частичен разряд (PRPD) показва характерно разпределение на „заешко-ухо“.
Физически принцип: Според формулата за силата на електрическото поле, колкото по-малък е радиусът на кривина, толкова по-висока е силата на полето; това го прави силно податлив на превишаване на локалния праг на диелектричен пробив.
3. Проникване на влага или стареене на изолацията
Навлизането на влага или дългосрочното-топлинно стареене на материалите води до влошаване на изолационните характеристики. Това води до намаляване на диелектричната якост в локализирани зони, което ги прави склонни към частичен разряд дори при нормални работни напрежения.
Механизъм на проникване на влага: Под въздействието на електрическо поле водните молекули се разлагат, за да генерират газ, като по този начин създават нови канали за газови мехурчета.
Механизъм на стареене: Слоевете слюда се разслояват и силиконовият гел се напуква, образувайки малки празнини, където може да възникне частичен разряд.
Типични прояви: Едновременно намаляване на стойностите на изолационното съпротивление и наличие на частичен разряд; това често се наблюдава в среди с висока{0}}влажност или в оборудване, което е надхвърлило експлоатационния си живот.
4. Лош междуфазов контакт
На границата между различни материали (напр. между керамичен субстрат и меден електрод, или между силиконов гел и метален корпус), ако свързването е слабо или има малки празнини, може да се образува зона на "плаващ потенциал", предизвикваща повърхностен разряд.
Често срещани при: Ръбовете на DCB (директно свързана мед) субстрати и свързващите повърхности между нагревателните пръти и техните монтажни отвори в матриците.
Рискови фактори: Циклите на термично разширение и свиване могат да влошат междинното разделяне, което води до прогресивно влошаване на феномена на разреждане.
5. Замърсяване от примеси или чужди тела
Метални стърготини, влакна или прах, въведени по време на процесите на производство, сглобяване или поддръжка, могат да действат като „семена“ за разреждане, когато са подложени на електрическо поле с високо-напрежение.
Високо{0}}рискови практики: Неправилно почистване на заобикалящата среда при смяна на нагревателни пръти на -сайта или използване на нестандартни смеси за заливане, съдържащи уловени въздушни мехурчета.
Проявления: Изхвърлянето е стохастично по природа и може да варира в интензитет в отговор на вибрации или температурни промени.
Казус от индустрията: Съоръжение за леене под налягане на пластмаса е имало постоянен частичен разряд-, водещ до изгаряне на три нагревателни пръта в рамките на три-месечен период-поради остатъчни медни стърготини, уловени в електрическите съединители.
