Частичные разряды, ЧР (англ. partial discharge) — электрические разряды, которые происходят в изоляции электрооборудования, обычно возникающие в электрических системах, работающих при напряжении от 3000 В и выше (хотя ЧР могут происходить при более низких напряжениях). Согласно международному стандарту IEC 60270 и ГОСТ 55191-2012 частичным разрядом называется локальный электрический разряд, который шунтирует только часть изоляции в электроизоляционной системе.

Появление ЧР сопровождается следующими физическими явлениями:

протекание импульсного тока в искусственно создаваемых цепях, где имеются объекты с ЧР;

электромагнитное излучение в окружающее пространство;

ударные волны;

разложение диэлектрика на молекулярные группы в зоне действия ЧР;

световое излучение в окружающее пространство;

нагрев локальных объемов изоляции с ЧР.

Методы контроля. Внешними проявлениями ЧР в изоляции являются эффекты, связанные с протеканием тока разряда, а также вызванные перераспределением зарядов элементов схемы из-за нейтрализации некоторого заряда в зоне дефекта.

Импульс тока разряда создает быстрые изменения электромагнитного поля и излучение в широкой области частот, а также скачки давления в окружающей среде.

При перераспределении зарядов в схеме измерений протекают токи переходного процесса.

Длительное протекание ЧР приводит к накоплению продуктов разрушения изоляции, повышению давления в замкнутом объеме и изменению температуры объекта.

Излучение, вызванное импульсами тока ЧР, или индуктированные ими токи могут быть обнаружены соответствующим приемником в широкой области частот. Для целей технической диагностики изоляции широко используются электрические

методы, основанные на измерении тока переходного процесса в схеме контроля, а также акустические методы обнаружения импульсов давления, вызванных разрядами.

Эти методы будут рассмотрены ниже. Методы обнаружения продуктов разрушения изоляции описаны в гл. 5. Остальные методы обнаружения ЧР в практике эксплуатационного контроля оборудования применяются редко.

Показания акустических измерительных устройств существенно зависят от места возникновения разрядов, условий прохождения сигналов и от затухания их в элементах изоляционной конструкций. Поэтому акустические методы контроля в настоящее время могут использоваться лишь для обнаружения наличия частичных разрядов. Основная область применения этих методов - определение места возникновения разрядов в оборудовании (в основном в трансформаторах).

Основным источником помех при применении электрических методов измерений ЧР являются разряды короны на шинах и оборудовании. Импульсы этих разрядов имеют высокую интенсивность. Исключение таких помех из результатов измерений связано с большими трудностями.

При акустических методах индикации ЧР основными источниками помех являются шумы системы циркуляции и охлаждения масла трансформатора, а также магнитострикция его сердечника. Влияние этих помех можно достаточно просто снизить. При контроле другого оборудования акустические помехи незначительны.

Поэтому применение акустических методов контроля не ограничивается помехами так сильно, как при электрических методах, что является их серьезным преимуществом.

Описание акустических методов обнаружения ЧР будет дано в § 4.5. В остальных параграфах этой главы рассматриваются вопросы, относящиеся к электрическим методам измерении.

Измерение ЧР в оборудовании может производиться без его отключения, под рабочим напряжением. Это используется в большинстве методов эксплуатационного контроля.

Однако, как будет показано дальше, чувствительность этих методов часто ограничивается уровнем неустранимых помех. В ряде случаев возникает необходимость контрольной проверки оборудования на отсутствие ЧР малой интенсивности. Это может быть реализовано путем специальных испытаний выведенного из работы оборудования на месте его установки с принятием дополнительных мер по устранению помех. Описание таких испытаний дано в § 4.4.

Наиболее доступной является электрический метод диагностики ЧР.