Οι συνήθεις αιτίες μερικής εκφόρτισης σε συστήματα θερμού δρομέα περιλαμβάνουν: την παρουσία κενών ή κενών αέρα μέσα στο μονωτικό υλικό ή στις διεπαφές. μη-ομοιόμορφη κατανομή ηλεκτρικού πεδίου (όπως το "φαινόμενο άκρης"). εισροή υγρασίας ή γήρανση της μόνωσης. κακή επαφή στις διεπαφές μεταξύ διαφορετικών διηλεκτρικών μέσων. και υπολειμματικές ακαθαρσίες που προκύπτουν από τις διαδικασίες κατασκευής ή συναρμολόγησης. Μεταξύ αυτών των παραγόντων, τα διάκενα αέρα και η συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου είναι οι δύο κύριοι παράγοντες ενεργοποίησης.
1. Διάκενα αέρα ή ελαττώματα κενού (πιο συχνή αιτία)
Εάν υπάρχουν μικροσκοπικές φυσαλίδες ή κενά μέσα στα μονωτικά στρώματα των ράβδων θέρμανσης, των καλωδίων ή των συνδέσμων-δεδομένου ότι η διηλεκτρική σταθερά του αέρα είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των στερεών μονωτικών υλικών-η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε αυτά τα διάκενα αέρα θα αυξηθεί απότομα υπό την επίδραση ενός εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό αναγκάζει το διάκενο να φτάσει πρώτα στη διηλεκτρική του ισχύ διάσπασης, πυροδοτώντας έτσι μερική εκφόρτιση.
Τυπικά σενάρια: Ανεπαρκής γλάστρα σιλικόνης. παγίδευση αέρα κατά τη χύτευση με έγχυση ράβδων θέρμανσης.
Εκδηλώσεις: Μερική εκφόρτιση ανιχνεύεται αμέσως μετά την εγκατάσταση ενός νέου συστήματος ή τα επίπεδα εκφόρτισης είναι ασυνήθιστα υψηλά κατά τα αρχικά στάδια της λειτουργίας.
Βασικός μηχανισμός: Μόλις το αέριο μέσα στο διάκενο αέρα ιονιστεί, σχηματίζει μικροσκοπικά ηλεκτρικά τόξα που διαβρώνουν συνεχώς το περιβάλλον μονωτικό υλικό, επεκτείνοντας σταδιακά το εύρος του ελαττώματος.
2. Μη-Μη ομοιόμορφα ηλεκτρικά πεδία (το "Εφέ συμβουλής")
Στις άκρες των αγωγών, στα γρέζια στους ακροδέκτες καλωδίωσης ή στις αιχμηρές γωνίες μεταλλικών ξένων αντικειμένων, το ηλεκτρικό πεδίο συγκεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό, οδηγώντας σε εκκένωση "στεφάνης".
Τυπικές θέσεις: Οι πυρήνες των ηλεκτροδίων ράβδων θέρμανσης δεν έχουν λοξοτομή. μεταλλικά υπολείμματα που έχουν τοποθετηθεί μέσα στους συνδετήρες. ανομοιόμορφες ή οδοντωτές τομές σε στρώματα θωράκισης καλωδίων.
Εκδηλώσεις: Τα συμβάντα εκφόρτισης συνήθως συμβαίνουν κοντά στις κορυφές τάσης και το μοτίβο μερικής εκφόρτισης φάσης-Επίλυσης μερικής εκφόρτισης (PRPD) παρουσιάζει μια χαρακτηριστική κατανομή "κουνελιού-αυτιού".
Φυσική αρχή: Σύμφωνα με τον τύπο για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, όσο μικρότερη είναι η ακτίνα καμπυλότητας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του πεδίου. Αυτό το καθιστά εξαιρετικά ευαίσθητο στην υπέρβαση του τοπικού ορίου διάσπασης του διηλεκτρικού.
3. Είσοδος υγρασίας μόνωσης ή γήρανση
Η διείσδυση υγρασίας ή η μακροπρόθεσμη θερμική γήρανση των υλικών οδηγεί σε υποβάθμιση της απόδοσης της μόνωσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της διηλεκτρικής ισχύος σε εντοπισμένες περιοχές, καθιστώντας τις επιρρεπείς σε μερική εκφόρτιση ακόμη και υπό κανονικές τάσεις λειτουργίας.
Μηχανισμός εισόδου υγρασίας: Υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα μόρια του νερού αποσυντίθενται για να δημιουργήσουν αέριο, δημιουργώντας έτσι νέα κανάλια για φυσαλίδες αερίου.
Μηχανισμός γήρανσης: Τα στρώματα μαρμαρυγίας αποκολλώνται και η γέλη σιλικόνης ραγίζει, σχηματίζοντας μικρά κενά όπου μπορεί να προκύψει μερική εκκένωση.
Τυπικές εκδηλώσεις: Ταυτόχρονη μείωση των τιμών αντίστασης μόνωσης και παρουσία μερικής εκφόρτισης. Αυτό παρατηρείται συχνά σε περιβάλλοντα υψηλής-υγρασίας ή σε εξοπλισμό που έχει υπερβεί τη διάρκεια ζωής του.
4. Κακή διεπαφή επαφής
Στη διεπαφή μεταξύ ανόμοιων υλικών (π.χ., μεταξύ ενός κεραμικού υποστρώματος και ενός ηλεκτροδίου χαλκού, ή μεταξύ της γέλης σιλικόνης και ενός μεταλλικού περιβλήματος), εάν η συγκόλληση είναι ασθενής ή υπάρχουν ελάχιστα κενά, μπορεί να σχηματιστεί μια ζώνη "αιωρούμενου δυναμικού", προκαλώντας εκκένωση της επιφάνειας.
Βρίσκεται συνήθως σε: Στις άκρες των υποστρωμάτων DCB (Direct Bonded Copper) και στις ζευγαρωτικές επιφάνειες μεταξύ των θερμαντικών ράβδων και των οπών στερέωσής τους μέσα στα καλούπια.
Παράγοντες κινδύνου: Οι κύκλοι θερμικής διαστολής και συστολής μπορούν να επιδεινώσουν τον διαχωρισμό της διεπιφάνειας, προκαλώντας προοδευτική επιδείνωση του φαινομένου εκφόρτισης.
5. Μόλυνση από ακαθαρσίες ή ξένα αντικείμενα
Τα ρινίσματα μετάλλων, οι ίνες ή η σκόνη που εισάγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής, συναρμολόγησης ή συντήρησης μπορούν να λειτουργήσουν ως "σπόροι" για εκφόρτιση όταν υποβάλλονται σε ηλεκτρικό πεδίο υψηλής-τάσης.
Πρακτικές υψηλού-Κινδύνου: Αποτυχία σωστής καθαριότητας του περιβάλλοντος περιβάλλοντος κατά την αντικατάσταση ράβδων θέρμανσης στο-χώρο ή χρήση κατώτερης ποιότητας σκευασμάτων που περιέχουν παγιδευμένες φυσαλίδες αέρα.
Εκδηλώσεις: Η εκκένωση είναι στοχαστικής φύσης και μπορεί να παρουσιάζει διακυμάνσεις σε ένταση ως απόκριση σε κραδασμούς ή διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Μελέτη περίπτωσης κλάδου: Μια εγκατάσταση χύτευσης πλαστικού με έγχυση παρουσίασε επίμονη μερική εκφόρτιση-με αποτέλεσμα την εξάντληση τριών ράβδων θέρμανσης εντός τριών-μηνών-λόγω των υπολειμματικών ρινισμάτων χαλκού που παγιδεύτηκαν μέσα στους ηλεκτρικούς συνδετήρες.
