An analysis of positive switching impulse voltage and negative streamer growth in point-sphere gap towards Valve Hall

• Autorzy: Vinoth Kumar K. , Kowsalya M. , In-Ho Ra , Samanvita N. , Amarjeet Singh , Venkatesh Kumar P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.05.35

Warianty tytułu

PL

Analiza dodatniego napięcia impulsu przełączającego i ujemnego wzrostu strumienia w szczelinie punktowo-sferycznej w kierunku Valve Halla

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Relevant investigations into HVDC valve hall discharge characteristics, particularly in sphere-plane gaps equipped with numerous spherical shielding balls, play a crucial role in insulation design. In order to gain insights into the discharge process within such gaps, a series of experiments were carried out using positive switching impulse voltage. The results indicated that larger spherical electrode diameters contributed to a faster streamer-to-leader transition process. However, initial charge injection of the streamer was notably higher in sphere-plane gaps than in rod plane gaps. These findings shed valuable light on the unique characteristics of the discharge phenomenon in HVDC valve halls and can inform more effective insulation design strategies and the investigation on negative streamer development in synthetic ester and mineral oil utilizing a pressboard barrier electrode method is discussed in this article. The point and sphere were separated from one another at various locations by a 5 mm thick pressboard barrier. Standard lightning impulse voltage served as the reference system. This made it possible to apply the data to actual insulating systems with narrower oil gaps and insulating barriers between them. In order to compare alternate liquid dielectric characteristics to mineral oils, it is critical to understand how the pressboard barrier impacts streamer behaviour within the electrode gap. This is what the study set out to determine. Results showed that the pressboard barrier outperformed free liquid gaps in terms of efficiently preventing breakdown in both liquids studied as well as lowering the streamers' propagation velocity in synthetic ester.

PL

Odpowiednie badania charakterystyki wyładowań w hali zaworów HVDC, szczególnie w szczelinach w płaszczyźnie kuli wyposażonych w liczne kuliste kulki ekranujące, odgrywają kluczową rolę w projektowaniu izolacji. Aby uzyskać wgląd w proces wyładowań w takich szczelinach, przeprowadzono serię eksperymentów z wykorzystaniem dodatniego napięcia impulsowego przełączającego. Wyniki wykazały, że większe średnice elektrod sferycznych przyczyniły się do szybszego procesu przejścia ze strumienia do lidera. Jednakże początkowe wtryskiwanie ładunku do streamera było znacznie większe w szczelinach w płaszczyźnie kuli niż w szczelinach w płaszczyźnie pręta. Odkrycia te rzucają cenne światło na unikalne cechy zjawiska wyładowań w komorach zaworowych HVDC i mogą pomóc w skuteczniejszych strategiach projektowania izolacji. W tym artykule omówiono badania nad rozwojem negatywnego strumienia w syntetycznym estrze i oleju mineralnym z wykorzystaniem metody elektrody barierowej preszpanu. Ostrze i kula zostały oddzielone od siebie w różnych miejscach przegrodą z preszpanu o grubości 5 mm. Za układ odniesienia posłużyło standardowe napięcie udarowe piorunowe. Umożliwiło to zastosowanie danych do rzeczywistych systemów izolacyjnych z węższymi szczelinami olejowymi i barierami izolacyjnymi pomiędzy nimi. Aby porównać właściwości alternatywnego ciekłego dielektryka z olejami mineralnymi, ważne jest zrozumienie, w jaki sposób bariera preszpanu wpływa na zachowanie strumienia w szczelinie elektrodowej. To właśnie miało ustalić badanie. Wyniki pokazały, że bariera preszpanu przewyższała szczeliny wolnej cieczy pod względem skutecznego zapobiegania rozpadowi w obu badanych cieczach, a także obniżania prędkości propagacji streamerów w estrze syntetycznym.

Słowa kluczowe

EN

insulation design; sphere-plane gap; discharge characteristics; streamer-leader transition

PL

projekt izolacji; szczelina kula-płaszczyzna; charakterystyka wyładowania; przejście streamer-lider

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 5
• Strony: 190--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Vinoth Kumar K.

• New Horizon College of Engineering, Bengaluru, India

• https://orcid.org/0000-0002-3009-1658

autor

Kowsalya M.

• Vellore Institute of Technology, Vellore, India

• https://orcid.org/0000-0001-8064-2211

autor

In-Ho Ra

• Kunsan National University Gunsan, South Korea

• https://orcid.org/0000-0002-3936-1116

autor

Samanvita N.

• Nitte Meenakshi Institute of Technology, Bengaluru, India

• https://orcid.org/0000-0003-3372-9087

autor

Amarjeet Singh

• J.S.S. Academy of Technical Education, Noida, India

• https://orcid.org/0000-0001-9384-6029

autor

Venkatesh Kumar P.

• Vel Tech Multi Tech Dr. Rangarajan Dr. Sakunthala Engineering College, Chennai, India

• https://orcid.org/0000-0003-1227-5821

Bibliografia

• [1] Abel Fekadu Dadi, Emma R. Miller and Lillian Mwanri, "Antenatal depression and its association with adverse birth outcomes in low and middle-income countries: A systematic review and meta-analysis", PLOS ONE, vol. 15, no. 1, 2020.
• [2] F. Al-Turjman, M. H. Nawaz and U. D. Ulusar, "Intelligence in the Internet of Medical Things era: A systematic review of current and future trends", Comput. Commun., vol. 150, pp. 644-660, Jan. 2020.
• [3] J. Zeng, L. T. Yang, M. Lin, H. Ning and J. Ma, "A survey: Cyber-physical-social systems and their system-level design methodology", Future Gener. Comput. Syst., vol. 105, pp. 1028-1042, Apr. 2020.
• [4] Y. Huang, X. Song, F. Ye, Y. Yang and X. Li, "Fair and efficient caching algorithms and strategies for peer data sharing in pervasive edge computing environments", IEEE Trans. Mobile Comput., vol. 19, no. 4, pp. 852-864, Apr. 2020.
• [5] K. Haseeb, I. U. Din, A. Almogren, N. Islam and A. Altameem, "RTS: A robust and trusted scheme for IoT-based mobile wireless mesh networks", IEEE Access, vol. 8, pp. 68379- 68390, 2020.
• [6] Kwan-Long Wong, Jing-Wei Chin, Tsz-Tai Chan and Richard HY So, "Deep learning methods for remote heart rate measurement: a review and future research agenda", Sensors, vol. 21, no. 18, pp. 6296, 2021.
• [7] ISO 14971, Medical devices—Application of risk management to medical devices.
• [8] IEC 80001-1, Application of risk management for IT-networks incorporating medical devices—Part 1: Roles, responsibilities, and activities.
• [9] P. E. Velmovitsky, T. Bevilacqua, P. Alencar, D. Cowan and P. P. Morita, "Convergence of precision medicine and public health into precision public health: Toward a big data perspective", Frontiers in Public Health, vol. 9, 2021.
• [10] Q. Tang and J. Liang, "Maneuvering multitargets tracking system using surveillance multisensors", IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 60, 2022.
• [11] Chenxing Li, Yiping Duan and Bing Du, " Adjustable Dielectric Resonator Antenna With Parasitic Elements for 5G SAGOI-IoT Applications", IEEE Internet Things J., vol. 10, no. 11, pp. 9262 - 9272, Dec. 2023.
• [12] Jialei Liu, Guosheng Li and Quanzhen Huang, " Cooperative Resource Allocation for Computation-Intensive IIoT Applications in Aerial Computing", IEEE Internet Things J., vol. 10, no. 11, pp. 9295 - 9307, Dec. 2023.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).