Was sind die Ursachen einer Teilentladung?

Teilentladungen können in Blasen, Ölfilmen oder an den Kanten von Leitern (Elektroden) in Isolationsstrukturen auftreten und zu Formen interner Entladung (Gas oder Öl), Oberflächenentladung, Koronaentladung usw. werden. Daher ist die Koronaentladung schmaler als Teilentladung, bildet aber keine Kanäle zwischen den Elektroden. Bei Hochspannungsprodukten ist eine Teilentladung oft schwer zu vermeiden.
Dies liegt daran, dass Isoliermaterialien oder -strukturen häufig Luftspalte oder Ölfilme enthalten, die während des Herstellungsprozesses anfälliger für Störungen sind als feste Isoliermedien. Beispielsweise enthalten Gusstransformatoren und Transformatoren, Kunststoffkabel und selbstklebende Papierhüllen während des Herstellungsprozesses zwangsläufig Blasen. Bei der Ölisolierung von elektrischen Hochspannungsgeräten befindet sich zwischen den Papierschichten ein Ölfilm.
Die Dielektrizitätskonstante von Luft und Mineralöl ist niedriger als die von festen Medien, daher weisen sie unter Einwirkung eines elektrischen Feldes oft höhere Feldstärken auf als feste Medien. Allerdings ist die Durchschlagsfestigkeit von Luft und Öl geringer als die von festen Medien. Wenn daher die angelegte Spannung auf einen bestimmten Wert ansteigt, kommt es zu einem lokalen Durchschlag von Luft oder Öl, was zu einer Teilentladung der Isolierung führt.
Darüber hinaus ist die elektrische Feldstärke am Rand aufgrund des konzentrierten elektrischen Feldes am Rand der Elektrode besonders hoch. Beispielsweise sind der Rand der Hülsenelektrode und der Ausgang der Hochspannungsmotorspule anfällig für Entladungen. In der Klebebandhülse und der Wicklung des unter Betriebsspannung stehenden Hochspannungsmotors kommt es häufig zu lokalen Entladungen.
Bei der Konstruktion und Herstellung von Hochspannungskabeln und -kondensatoren ist die Arbeitsfeldstärke im Allgemeinen geringer als die anfängliche Entladungsfeldstärke der Ölpapierisolierung. Unter Einwirkung eines elektrischen Feldes altert Isolierpapier jedoch durch den Einfluss hochenergetischer geladener Teilchen. Zu Beginn kann das Gas absorbiert werden, mit der Zeit kommt es jedoch zu Blasenbildung und Teilentladung.
Unter AC-Sinusspannung entsteht vor allem eine Teilentladung, die den normalen Betrieb der Isolierung unmittelbar gefährdet. Andere Arten wie Blitzüberspannung und Betriebsüberspannung reichen aufgrund ihrer kurzen Dauer und geringen Eintrittswahrscheinlichkeit nicht aus, um erhebliche Entladungsgefahren auszulösen. Bei Gleichspannung ist die Wiederholrate der Entladung viel geringer als bei Wechselspannung und wird daher von Menschen nicht ernst genommen.
Beim Anlegen der Gleichspannung sollte die Entladungswiederholungsrate von imprägnierten Papierkabeln die Entladungswiederholungsrate erreichen, die bei Wechselspannung auftritt. Die Entladespannung beträgt etwa das 6-11-fache der Wechselspannung. Der Grund dafür ist, dass die Entladungswiederholungsrate bei Wechselspannung viel höher ist als bei Gleichspannung, sodass der Schaden schwerwiegend ist.
Die Koronaentladung an der Spitze oder Elektrodenkante ist meist der Luft ausgesetzt und die Schädigung des Mediums hängt davon ab, ob die Korona mit dem Material in Kontakt kommt. Kommt es nicht direkt mit dem Material in Kontakt, wird es indirekt durch das entstehende Ozon oder andere korrosive Produkte verursacht.