Методы диагностики, которые обеспечивают контроль текущего состояния оборудования на месте его установки, под рабочим напряжением и, желательно, в процессе нормальной эксплуатации, являются важным этапом в переходе обслуживания по графику НИР на обслуживание по необходимости и заблаговременном ремонте оборудования, тем самым продлевая срок службы электротехнических устройств и повышая эффективность их функционирования.
Рассмотрим методы диагностики и контроля состояния электротехнических устройств силовых подстанций, основанные на обнаружении и измерении уровня частичных разрядов в изоляции оборудования.
Частичный разряд — это электрический разряд, который шунтирует лишь часть изоляции между электродами, находящимися под разными потенциалами [1].
Частичный разряд является следствием локальной концентрации напряженности электрического поля в теле или на поверхности электроизоляции, превышающей электрическую прочность изоляции. Под действием переменного напряжения происходит поляризация диэлектриков и на поверхности включения формируется слой связанных с молекулами диэлектрика зарядов, образуется напряженность электрического поля. В определенный момент, когда напряженность поля включения превышает или равна электрической прочности диэлектрика в локальном объеме, происходит разряд.
При образовании разряда его энергия тратится на работу по расширению канала разряда (до 20 %), на потери нерезонансного излучения (до 15 %), на теплоотвод (до 5 %) и на ионизацию (до 3 %), следовательно, более половины энергии разряда будут передаваться поверхностям включения или окружающему диэлектрику при бомбардировке ее электронами и ионами [2].
Быстропротекающий процесс расширения канала разряда вызывает ударную волну, которая также вызывает разрушение поверхностного слоя диэлектриков и способствует образованию микротрещин в механически напряженных участках изоляции.
Расчет и экспериментальные исследования температуры в канале разряда [3] показывают, что она может достигать 700– 1000 К. При этой температуре происходит деградация диэлектриков, особенно органических. Таким образом, даже при малом объеме включения, образуемый разряд способен разрушить диэлектрик.