A forrócsatornás rendszerekben a részleges kisülések gyakori okai a következők: légrések vagy üregek jelenléte a szigetelőanyagon belül vagy a határfelületeken; nem-egyenletes elektromos téreloszlás (például a "csúcs-effektus"); nedvesség behatolása vagy a szigetelés elöregedése; gyenge érintkezés a különböző dielektromos közegek közötti interfészeknél; és a gyártási vagy összeszerelési folyamatokból származó maradék szennyeződések. Ezen tényezők közül a légrés és az elektromos térkoncentráció a két elsődleges kiváltó tényező.
1. Légrések vagy üres hibák (leggyakoribb ok)
Ha apró buborékok vagy üregek vannak a fűtőrudak, kábelek vagy csatlakozók szigetelőrétegében,-mivel a levegő dielektromos állandója lényegesen alacsonyabb, mint a szilárd szigetelőanyagoké,-az elektromos térerősség ezekben a légrésekben erősen megnő az alkalmazott elektromos tér hatására. Ez azt eredményezi, hogy a rés először éri el a dielektromos áttörési szilárdságát, és ezáltal részleges kisülést vált ki.
Tipikus forgatókönyvek: elégtelen szilikon beágyazódás; levegő beszorulása a fűtőrudak fröccsöntése során.
Megnyilvánulások: Részleges kisülés azonnal észlelhető egy új rendszer telepítésekor, vagy a kisülési szint a szokásostól eltérően magas a működés kezdeti szakaszában.
Kulcsmechanizmus: Amint a légrésben lévő gáz ionizálódik, apró elektromos íveket képez, amelyek folyamatosan erodálják a környező szigetelőanyagot, fokozatosan kiterjesztve a hiba hatókörét.
2. Nem-egyenletes elektromos mezők (a "csúcs effektus")
A vezetékek szélein, a vezetékkivezetések sorjain vagy fémes idegen tárgyak éles sarkainál az elektromos tér erősen koncentrálódik, ami "korona" kisüléshez vezet.
Tipikus helyek: A fűtőrúd elektródamagjaiban nincs letörés; fémtörmelék a csatlakozók belsejébe; egyenetlen vagy szaggatott vágások a kábel árnyékoló rétegeiben.
Megnyilvánulások: A kisülési események jellemzően a feszültségcsúcsok közelében fordulnak elő, és a Phase{0}}Resolved Partial Discharge (PRPD) mintázat jellegzetes „nyúl{1}}fül” eloszlást mutat.
Fizikai elv: Az elektromos térerősség képlete szerint minél kisebb a görbületi sugár, annál nagyobb a térerősség; ez nagyon érzékeny a helyi dielektromos áttörési küszöb túllépésére.
3. Szigetelő nedvesség behatolása vagy öregedése
A nedvesség behatolása vagy az anyagok hosszú távú -termikus öregedése a szigetelési teljesítmény romlásához vezet. Ez a dielektromos szilárdság csökkenését eredményezi a lokalizált területeken, ami még normál üzemi feszültség mellett is hajlamos a részleges kisülésre.
Nedvesség behatolási mechanizmus: Az elektromos tér hatására a vízmolekulák lebomlanak és gáz keletkezik, ezáltal új csatornákat hoznak létre a gázbuborékok számára.
Öregedési mechanizmus: A csillámrétegek delaminálódnak és a szilikon gélesedések megrepednek, apró hézagokat képezve, ahol részleges kisülés léphet fel.
Tipikus megnyilvánulások: A szigetelési ellenállás értékeinek egyidejű csökkenése és részleges kisülés jelenléte; ez gyakran megfigyelhető magas{0}}páratartalmú környezetben vagy olyan berendezésekben, amelyek túllépték az élettartamát.
4. Rossz felületi érintkezés
A különböző anyagok közötti határfelületen (pl. kerámia szubsztrátum és rézelektróda, vagy szilikongél és fémház között), ha a kötés gyenge, vagy apró hézagok vannak, "lebegőpotenciál" zóna képződhet, ami kiváltja a felületi kisülést.
Általában megtalálható: DCB (Direct Bonded Copper) szubsztrátumok szélei, valamint a fűtőrudak és a formákon belüli rögzítési nyílásaik közötti illeszkedő felületek.
Kockázati tényezők: A hőtágulási és összehúzódási ciklusok súlyosbíthatják a határfelületi elválasztást, ami a kisülési jelenség fokozatos romlását okozhatja.
5. Szennyeződés szennyeződésekkel vagy idegen tárgyakkal
A gyártási, összeszerelési vagy karbantartási folyamatok során bekerülő fémforgács, szálak vagy por kisülési "magként" működhetnek, ha nagyfeszültségű elektromos térnek vannak kitéve.
Magas-kockázatú gyakorlatok: A környező környezet megfelelő tisztításának elmulasztása a fűtőrudak helyben történő cseréjekor-, vagy nem megfelelő, beszorult légbuborékokat tartalmazó edénykeverékek használata.
Megnyilvánulások: A kisülés sztochasztikus jellegű, és intenzitása ingadozhat a rezgések vagy hőmérséklet-ingadozások hatására.
Iparági esettanulmány: Egy műanyag fröccsöntő üzem tartós részleges kisülést tapasztalt, -ami három fűtőrúd kiégését eredményezte három-hónapon belül- az elektromos csatlakozók belsejébe szorult maradék rézforgács miatt.
