Các nguyên nhân phổ biến gây ra phóng điện cục bộ trong hệ thống chạy nóng bao gồm: sự hiện diện của các khe hở hoặc khoảng trống không khí bên trong vật liệu cách nhiệt hoặc tại các bề mặt; sự phân bố điện trường không-đồng đều (chẳng hạn như "hiệu ứng đầu"); sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc sự lão hóa của vật liệu cách nhiệt; tiếp xúc kém ở các bề mặt tiếp xúc giữa các môi trường điện môi khác nhau; và các tạp chất còn sót lại từ quá trình sản xuất hoặc lắp ráp. Trong số các yếu tố này, khe hở không khí và nồng độ điện trường là hai yếu tố chính gây ra hiện tượng này.
1. Khe hở không khí hoặc khuyết tật khoảng trống (Nguyên nhân phổ biến nhất)
Nếu tồn tại các bong bóng hoặc khoảng trống nhỏ bên trong các lớp cách điện của thanh gia nhiệt, dây cáp hoặc đầu nối-do hằng số điện môi của không khí thấp hơn đáng kể so với hằng số điện môi của vật liệu cách điện rắn-cường độ điện trường trong các khe hở không khí này sẽ tăng mạnh dưới tác động của điện trường đặt vào. Điều này làm cho khe hở đạt đến cường độ đánh thủng điện môi trước tiên, do đó gây ra hiện tượng phóng điện một phần.
Tình huống điển hình: Không đủ bầu silicon; bẫy không khí trong quá trình ép phun các thanh gia nhiệt.
Biểu hiện: Phóng điện cục bộ được phát hiện ngay khi lắp đặt hệ thống mới hoặc mức phóng điện cao bất thường trong giai đoạn vận hành ban đầu.
Cơ chế chính: Khi khí trong khe hở không khí bị ion hóa, nó sẽ tạo thành các hồ quang điện cực nhỏ liên tục ăn mòn vật liệu cách nhiệt xung quanh, dần dần mở rộng phạm vi của khuyết tật.
2. Điện trường không-đồng nhất ("Hiệu ứng đầu ngón tay")
Tại các cạnh của dây dẫn, tại các gờ trên các đầu nối dây hoặc tại các góc nhọn của vật thể lạ bằng kim loại, điện trường trở nên tập trung cao độ, dẫn đến hiện tượng phóng điện "corona".
Vị trí điển hình: Lõi điện cực của thanh gia nhiệt không được vát cạnh; mảnh vụn kim loại nằm bên trong đầu nối; vết cắt không đều hoặc lởm chởm ở các lớp bảo vệ cáp.
Biểu hiện: Sự kiện phóng điện thường xảy ra gần các đỉnh điện áp và mẫu-Phóng điện một phần được giải quyết theo pha (PRPD) thể hiện sự phân bố đặc trưng của "tai thỏ".
Nguyên lý vật lý: Theo công thức tính cường độ điện trường, bán kính cong càng nhỏ thì cường độ trường càng cao; điều này làm cho nó rất dễ bị vượt quá ngưỡng đánh thủng điện môi cục bộ.
3. Độ ẩm cách nhiệt xâm nhập hoặc lão hóa
Sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc-sự lão hóa nhiệt lâu dài của vật liệu dẫn đến suy giảm hiệu suất cách nhiệt. Điều này dẫn đến giảm độ bền điện môi ở các khu vực cục bộ, khiến chúng dễ bị phóng điện một phần ngay cả dưới điện áp hoạt động bình thường.
Cơ chế xâm nhập độ ẩm: Dưới tác dụng của điện trường, các phân tử nước phân hủy tạo ra khí, từ đó tạo ra các kênh mới cho bọt khí.
Cơ chế lão hóa: Các lớp mica tách lớp và nứt gel silicone, tạo thành những khoảng trống nhỏ nơi có thể xảy ra hiện tượng phóng điện một phần.
Các biểu hiện điển hình: Sự suy giảm đồng thời giá trị điện trở cách điện và sự xuất hiện phóng điện cục bộ; điều này thường xảy ra trong môi trường có-độ ẩm cao hoặc trong thiết bị đã vượt quá tuổi thọ sử dụng.
4. Tiếp xúc bề mặt kém
Tại bề mặt tiếp xúc giữa các vật liệu khác nhau (ví dụ: giữa chất nền gốm và điện cực đồng hoặc giữa gel silicon và vỏ kim loại), nếu liên kết yếu hoặc tồn tại những khoảng trống nhỏ, vùng "điện thế nổi" có thể hình thành, gây ra hiện tượng phóng điện bề mặt.
Thường thấy ở: Các cạnh của đế DCB (Đồng liên kết trực tiếp) và các bề mặt tiếp xúc giữa các thanh gia nhiệt và các lỗ lắp của chúng trong khuôn.
Yếu tố rủi ro: Chu kỳ giãn nở và co lại nhiệt có thể làm trầm trọng thêm sự phân tách bề mặt, khiến hiện tượng phóng điện ngày càng trầm trọng hơn.
5. Ô nhiễm bởi tạp chất hoặc vật thể lạ
Mảnh kim loại, sợi hoặc bụi được đưa vào trong quá trình sản xuất, lắp ráp hoặc bảo trì có thể hoạt động như "hạt giống" phóng điện khi chịu tác dụng của điện trường{0}}cao áp.
Thực hành có-rủi ro cao: Không vệ sinh môi trường xung quanh đúng cách khi thay thanh sưởi tại chỗ- hoặc sử dụng hợp chất bầu không đạt tiêu chuẩn có chứa bọt khí bị mắc kẹt.
Biểu hiện: Sự phóng điện có tính chất ngẫu nhiên và có thể dao động về cường độ để đáp ứng với các rung động hoặc sự thay đổi nhiệt độ.
Nghiên cứu điển hình trong ngành: Một cơ sở ép phun nhựa đã gặp phải hiện tượng phóng điện cục bộ liên tục-dẫn đến cháy ba thanh gia nhiệt trong khoảng thời gian ba-tháng-do các mảnh đồng còn sót lại bị mắc kẹt bên trong các đầu nối điện.
